EA044798B1 - MINI PUMP DAMPENERS COMBINED WITH A SYSTEM PULSATION DAMPER - Google Patents

MINI PUMP DAMPENERS COMBINED WITH A SYSTEM PULSATION DAMPER Download PDF

Info

Publication number
EA044798B1
EA044798B1 EA202193034 EA044798B1 EA 044798 B1 EA044798 B1 EA 044798B1 EA 202193034 EA202193034 EA 202193034 EA 044798 B1 EA044798 B1 EA 044798B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
fluid
damper
pulsation
pumps
pump
Prior art date
Application number
EA202193034
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Джон Томас Роджерс
Original Assignee
Перформанс Пулсэйшн Контрол, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Перформанс Пулсэйшн Контрол, Инк. filed Critical Перформанс Пулсэйшн Контрол, Инк.
Publication of EA044798B1 publication Critical patent/EA044798B1/en

Links

Description

Область техникиField of technology

В общем настоящее изобретение относится к работе систем, предназначенных для возвратнопоступательного перемещения флюида, а более конкретно к одному или нескольким изделиям и/или устройствам для регулирования пульсаций до и после систем агрегирования потока флюида, например после консолидации многочисленных потоков флюида.In general, the present invention relates to the operation of systems for reciprocating fluid movement, and more particularly to one or more products and/or devices for controlling pulsations upstream and downstream of fluid flow aggregation systems, for example after consolidation of multiple fluid flows.

Уровень техникиState of the art

Регулирование пульсаций в системах перемещения флюида постоянно нуждается в усовершенствовании. К числу желательных усовершенствований относятся снижение амплитуд пульсаций от насосов для расположенной ниже по потоку системе и повышение гибкости при объединении гасителей пульсаций с другими элементами насосной системы в целом, наряду с оптимизацией характеристик гашения пульсаций и эффективным использованием доступного пространства в области насосной системы.Pulsation control in fluid transfer systems is constantly in need of improvement. Desirable improvements include reducing pulsation amplitudes from pumps to the downstream system and increasing flexibility in integrating pulsation dampers with other elements of the overall pumping system, along with optimizing pulsation damping performance and efficient use of available space in the pumping system area.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Многопоточная система подачи флюида включает в себя системный гаситель пульсаций, присоединенный до или после консолидации многочисленных потоков флюида для сети трубопроводов, подаваемого многочисленными насосами, вместе с мини-гасителями на выпуске по меньшей мере одного из насосов. Каждому из системного и мини гасящего пульсации устройства(устройств) может предоставляться определенный объем флюида для гашения импульсов давления флюида без проведения технического обслуживания. Каждое из системного гасящего пульсации устройства и гасящих мини-устройств имеет заданный размер, так что совокупные характеристики гашения давления, в том числе имеющихся дополнительных гасителей, согласуются с характеристиками конкретной насосной сети.The multi-flow fluid supply system includes a system surge damper connected before or after consolidation of multiple fluid flows to a piping network supplied by multiple pumps, along with mini-dampers at the outlet of at least one of the pumps. Each of the system and mini surge damping device(s) may be provided with a specified volume of fluid to damp the fluid pressure pulses without requiring maintenance. Each of the system pulsation dampening devices and mini-damping devices is sized so that the total pressure damping characteristics, including any additional dampers available, are consistent with the characteristics of the specific pumping network.

Перед началом рассмотрения подробного описания, приведенного ниже, может быть полезно пояснить определения некоторых слов и фраз, используемых на всем протяжении этого изобретения. Термины включает в себя и содержит, а также производные от них означают включение без ограничения; термин или является инклюзивным, означающим и/или, а фразы связанный с и связанный с ним, а также производные от них могут означать содержать в себе, быть включенным в, соединять с, вмещать, входить в, соединять с, связывать с, сообщающийся с, взаимодействовать с, чередоваться, помещаться рядом, вблизи, быть связанным с, иметь, иметь свойство и т.п. Что касается определений некоторых слов и фраз, представленных на всем протяжении этого изобретения, то специалист в данной области техники должен понимать, что во многих случаях, если не в большинстве случаев, такие определения используются в предшествующем уровне техники, а также предполагается употребление таких определенных слов и фраз в дальнейшем.Before considering the detailed description below, it may be useful to clarify the definitions of certain words and phrases used throughout this invention. The terms include and contains, and their derivatives, mean inclusion without limitation; the term or is inclusive, meaning and/or, and the phrases associated with and associated with it, as well as derivatives from them, can mean contain, be included in, connect with, accommodate, enter into, connect with, associate with, communicating with , interact with, alternate, be placed next to, near, be associated with, have, have a property, etc. With regard to the definitions of certain words and phrases presented throughout this invention, one skilled in the art will understand that in many cases, if not most cases, such definitions are used in the prior art, and the use of such certain words is also intended and phrases in the future.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Теперь для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ будет сделано обращение к приведенному ниже описанию, рассматриваемому в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых фиг. 1 - схематичный вид буровой системы, включающей гаситель пульсаций, установленный между нагнетательным манифольдом и стояком, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;In order to more fully understand the present invention and its advantages, reference will now be made to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view of a drilling system including a surge damper mounted between an injection manifold and a riser, in accordance with various embodiments of the present invention;

фиг. 2 - схематичный вид части системы для подачи флюида, бурения или того и другого, которая включает в себя множество насосов для бурового раствора, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, которую можно использовать в вариантах осуществления буровой системы, которая включает в себя системный гаситель пульсаций, установленный между нагнетательным манифольдом и стояком, как это показано на фиг. 1;fig. 2 is a schematic view of a portion of a system for fluid delivery, drilling, or both, which includes a plurality of mud pumps, according to various embodiments of the present invention, which can be used in embodiments of a drilling system that includes a system surge damper. installed between the discharge manifold and the riser, as shown in FIG. 1;

фиг. 3 - схематичный вид части системы для подачи флюида, бурения или того и другого, включающей сочетание нагнетательного манифольда и гасителя пульсаций в одном системном устройстве, системный гаситель нагнетательного манифольда согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, который также может быть использован в вариантах осуществления буровой системы, которая включает в себя системный гаситель пульсаций, установленный между насосом(ами) для бурового раствора и стояком, как это показано на фиг. 1;fig. 3 is a schematic view of a portion of a system for fluid delivery, drilling, or both, including a combination of an injection manifold and a surge damper in one system device, the injection manifold system damper according to various embodiments of the present invention, which may also be used in embodiments of a drilling system; which includes a system surge suppressor installed between the mud pump(s) and the riser as shown in FIG. 1;

фиг. 4 - иллюстрация одного сочетания нагнетательного манифольда и системного гасителя пульсаций согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;fig. 4 is an illustration of one combination of a discharge manifold and a system surge damper in accordance with various embodiments of the present invention;

фиг. 5 - схематичный вид буровой системы, включающей другой механизм гасителя пульсаций, который может быть установлен в стояке, вблизи него или ниже по потоку от него, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;fig. 5 is a schematic view of a drilling system including another surge dampening mechanism that may be installed in, adjacent to, or downstream of a riser, in accordance with various embodiments of the present invention;

фиг. 6А-6Е - увеличенные схематичные виды различных конструкций системного гасящего пульсации устройства(устройств), реализующих часть(и) гасящего пульсации диафрагменного узла по фиг. 6, используемого в качестве системного гасящего пульсации устройства(устройств);fig. 6A-6E are enlarged schematic views of various designs of system pulsation dampening device(s) implementing the ripple damping portion(s) of the diaphragm assembly of FIG. 6, used as a system ripple dampening device(s);

фиг. 7 - схематичный вид другой конструкции с избыточностью системного гасящего пульсации устройства(устройств), которое может быть установлено в стояке, вблизи него или ниже по потоку от него, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения для реализации части(ей) гасящего пульсации диафрагменного узла из фиг. 5;fig. 7 is a schematic view of another redundant design of system pulsation dampening device(s) that may be installed in, adjacent to, or downstream of a riser, in accordance with various embodiments of the present invention for implementing portion(s) of the ripple dampening diaphragm assembly of FIG. . 5;

фиг. 8 - схематичный вид системы подачи флюида или буровой системы, включающей фитинги,fig. 8 is a schematic view of a fluid delivery system or drilling system including fittings,

- 1 044798 объединяющие многочисленные потоки флюида, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, которую можно также использовать в вариантах осуществления буровой системы, которая включает в себя системный гаситель пульсаций, установленный после фитингов, объединяющих многочисленные потоки флюида;- 1 044798 multiple fluid flow combining, according to various embodiments of the present invention, which can also be used in embodiments of a drilling system that includes a system pulsation damper installed after the multiple fluid flow combining fittings;

фиг. 9 - блок-схема последовательности действий высокого уровня при выполнении процесса подачи флюида и гашения пульсаций в системе подачи флюида согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;fig. 9 is a high-level flowchart of a fluid supply and pulsation damping process in a fluid supply system according to various embodiments of the present invention;

фиг. 10А-10С - виды газонаполненного гасителя пульсаций;fig. 10A-10C - types of gas-filled pulsation damper;

фиг. 11А, 11В - виды компонентов коммерчески доступного не содержащего наполнителя гасителя пульсаций;fig. 11A, 11B are views of components of a commercially available filler-free pulsation damper;

фиг. 12А, 12В - вид с вырезом и схематичный вид соответственно не требующего технического обслуживания реактивного системного гасителя пульсаций согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;fig. 12A, 12B are cutaway views and schematic views, respectively, of a maintenance-free reactive system pulsation damper according to embodiments of the present invention;

фиг. 13 - вид, иллюстрирующий размещение системного гасителя пульсаций согласно вариантам осуществления настоящего изобретения; и фиг. 14A-14D - вид сети трубопроводов, в которой установлены системный гаситель пульсаций и два мини-гасителя пульсаций на выпуске, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.fig. 13 is a view illustrating the placement of a system ripple damper according to embodiments of the present invention; and fig. 14A-14D are views of a piping network in which a system pulsation damper and two mini outlet pulsation dampers are installed, according to embodiments of the present invention.

Подробное описаниеDetailed description

Фиг. 1-14D рассматриваются ниже, при этом различные варианты осуществления, используемые для описания принципов настоящего раскрытия в этом изобретении, представляются только для иллюстрации и никоим образом не должны толковаться как ограничивающие объем раскрытия. Специалисты в данной области техники должны понимать, что принципы настоящего раскрытия могут быть реализованы в любом соответствующим образом скомпонованном гасителе для нагнетательного манифольда или системном гасителе, который может быть использован для регулирования или частичного регулирования амплитуд пульсаций.Fig. 1-14D are discussed below, and the various embodiments used to describe the principles of the present disclosure in this invention are presented for illustration purposes only and should in no way be construed as limiting the scope of the disclosure. Those skilled in the art will appreciate that the principles of the present disclosure can be implemented in any suitably configured discharge manifold damper or system damper that can be used to control or partially control pulsation amplitudes.

Возвратно-поступательные системы, такие как возвратно-поступательные насосные системы и аналогичное оборудование, функционируют в циклических гидравлических системах различных видов. Например, возвратно-поступательные насосные системы для бурового раствора используют на буровой установке для обеспечения циркуляции бурового раствора или промывочной жидкости. Пики давления в прокачиваемом флюиде возрастают при каждой пульсации, ухудшении характеристик насоса, расходных деталей насоса для флюида и оборудования ниже по потоку от насоса, такого как измерительное оборудование, используемое для определения параметров бурения, и растворной трубы вертлюга, и набивки для растворной трубы. Нарушение регулирования таких пиков давления неизбежно влияет на рабочие характеристики и срок службы насоса, расходных деталей насоса для флюида и всех компонентов, находящихся выше по потоку или ниже по потоку. Кроме того, пики давления могут мешать обнаружению сигналов приборами, так что нарушение регулирования пиков давления может также влиять на обнаружение сигналов и/или качество обнаружения сигналов при (например) измерениях в процессе бурения.Reciprocating systems, such as reciprocating pumping systems and similar equipment, function in various types of cyclic hydraulic systems. For example, reciprocating mud pumping systems are used on a drilling rig to circulate drilling mud or drilling fluid. Pressure peaks in the pumped fluid increase with each pulsation, deterioration of the pump, fluid pump consumables, and equipment downstream of the pump, such as the measurement equipment used to determine drilling parameters, and the swivel mud pipe and mud pipe packing. Failure to regulate such pressure peaks will inevitably impact the performance and life of the pump, fluid pump consumables, and all upstream and downstream components. In addition, pressure peaks can interfere with signal detection by instruments, so that misalignment of pressure peaks can also affect signal detection and/or the quality of signal detection in (for example) drilling measurements.

Оборудование для регулирования пульсаций обычно помещают непосредственно выше по потоку или ниже по потоку от возвратно-поступательного насоса, часто имеющего относительный размер и конфигурацию, соответствующие заданному объему, перемещаемому за один ход насоса, и максимальной выделенной амплитуде пиков давления, воздействию которых может подвергаться насосная система в течение каждой пульсации. Тем самым оборудование для регулирования пульсаций способствует снижению нагрузки на насос и минимизации влияния амплитуд пульсаций на насос, расходные детали насоса для флюида и на оборудование, находящееся выше по потоку или ниже по потоку. В результате оборудование для регулирования пульсаций улучшает рабочие характеристики и повышает срок службы насоса, расходных деталей насоса для флюида и любого оборудования, находящегося выше по потоку или ниже по потоку от насоса.Pulsation control equipment is typically placed directly upstream or downstream of the reciprocating pump, often having a relative size and configuration corresponding to the target volume moved per pump stroke and the maximum allocated amplitude of pressure peaks to which the pumping system may be subjected. during each pulsation. By doing so, pulsation control equipment helps reduce pump load and minimize the impact of pulsation amplitudes on the pump, pump fluid consumables, and upstream and downstream equipment. As a result, pulsation control equipment improves the performance and life of the pump, fluid pump consumables, and any equipment upstream or downstream of the pump.

Однако пульсации могут также проявляться еще дальше ниже по потоку от насосов для бурового раствора, когда флюид перемещается по трубопроводу к назначенному месту. Эти пульсации могут усиливаться, когда возникает необходимость направлять флюид вниз по различным путям или когда многочисленные потоки флюида необходимо объединять и направлять в один поток. В большей части систем эти пульсации, возникающие ниже по потоку, не принимаются во внимание. Эти пульсации, возникающие ниже по потоку, могут быть причиной повреждения компонентов, находящихся ниже по потоку, и повышения шума в находящихся ниже по потоку измерительных приборах и датчиках.However, pulsations can also occur further downstream of the mud pumps as the fluid moves through the pipeline to its intended location. These pulsations may increase when it becomes necessary to direct fluid down different paths or when multiple streams of fluid must be combined and directed into a single stream. In most systems, these downstream pulsations are not taken into account. These downstream pulsations can cause damage to downstream components and increased noise in downstream instruments and sensors.

Используемый в изобретении термин системный гаситель пульсаций относится к гасителю пульсаций, установленному между нагнетательным манифольдом и стояком, показанному на фиг. 1 и 2, сочетанию нагнетательного манифольда и гасящего пульсации устройства, показанному на фиг. 3, манифольду гасителя импульсов, показанному на фиг. 4, гасящему пульсации устройству(ам) с диафрагменным узлом, показанному на фиг. 5, 6 и 7, и системному гасителю для регулирования пульсаций, расположенному после места, на котором выпуски от многочисленных насосов консолидируются в один поток, показанному на фиг. 8 и 13.As used herein, the term system pulsation damper refers to the pulsation damper installed between the discharge manifold and the riser, shown in FIG. 1 and 2, the combination of the discharge manifold and pulsation damping device shown in FIG. 3, the pulse damper manifold shown in FIG. 4, the pulsation dampening device(s) with a diaphragm assembly shown in FIG. 5, 6 and 7, and a system pulsation control damper located after the point where discharges from multiple pumps are consolidated into a single stream, shown in FIG. 8 and 13.

На фиг. 1 показан схематичный вид буровой системы 100, включающей гаситель 102 пульсаций,In fig. 1 shows a schematic view of a drilling system 100 including a surge damper 102,

- 2 044798 установленный между нагнетательным манифольдом 104 и стояком 106, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Вариант осуществления буровой системы 100 показан на фиг. 1 только для иллюстрации. Фиг. 1 не ограничивает объем этого изобретения никакой конкретной реализацией буровой системы.- 2 044798 installed between the injection manifold 104 and the riser 106, according to various embodiments of the present invention. An embodiment of the drilling system 100 is shown in FIG. 1 is for illustration purposes only. Fig. 1 does not limit the scope of this invention to any particular implementation of a drilling system.

Что касается теперь фиг. 1, то буровая система 100 включает в себя по меньшей мере один гаситель 102 пульсаций, по меньшей мере один нагнетательный манифольд 104, по меньшей мере один стояк 106, по меньшей мере один насос 108 для бурового раствора, по меньшей мере одну емкость 110 для бурового раствора и по меньшей мере одну выкидную линию 112, гаситель 113 пульсаций, традиционно расположенный на выпуске насоса 108 для бурового раствора, и по меньшей мере одну буровую установку 114. Буровая система 100 выполняет операцию по закачиванию бурового раствора или других флюидов вниз, в пробуриваемую в данный момент скважину для предохранения бурового долота 128 от перегрева, обеспечения смазывания бурового долота и перемещения обломков выбуренной породы на поверхность.Now regarding FIG. 1, the drilling system 100 includes at least one surge damper 102, at least one injection manifold 104, at least one riser 106, at least one mud pump 108, and at least one drilling fluid reservoir 110. fluid and at least one flow line 112, a surge damper 113 conventionally located at the outlet of the drilling fluid pump 108, and at least one drilling rig 114. The drilling system 100 performs the operation of pumping drilling fluid or other fluids down into the hole being drilled. at this point, the well to protect the drill bit 128 from overheating, ensure lubrication of the drill bit and move cuttings to the surface.

Насос для флюида или насос 108 для бурового раствора может прокачивать флюид или буровой раствор из емкости 110 для бурового раствора по выкидной линии 112 по направлению к буровой установке 114. В буровой системе 100 можно использовать несколько насосов 108 для бурового раствора, чтобы продолжать бурение при отказе одного насоса 108 для бурового раствора. Кроме того, гаситель 102 пульсаций может быть установлен в выкидной линии 112 каждого насоса 108 для бурового раствора для дополнительного снижения пульсаций. Кроме того, емкость 110 для бурового раствора может называться резервуаром для флюида, при этом в резервуаре для флюида хранится флюид, используемый в течение процесса бурения.A fluid pump or mud pump 108 may pump fluid or mud from the mud tank 110 through a flow line 112 toward the drilling rig 114. The drilling system 100 may use multiple mud pumps 108 to continue drilling in the event of a failure. one pump 108 for drilling fluid. In addition, a pulsation damper 102 may be installed in the flow line 112 of each mud pump 108 to further reduce pulsations. In addition, the drilling fluid reservoir 110 may be referred to as a fluid reservoir, wherein the fluid reservoir stores fluid used during the drilling process.

Обычно гаситель 113 пульсаций расположен по ходу выкидной линии 112 на выпуске насоса 108 для бурового раствора и перед нагнетательным манифольдом 104. Нагнетательный манифольд 104 может быть расположен ниже выкидной линии 112 и прикреплен и/или присоединен к буровой установке 114 с обеспечением передачи флюида. Нагнетательный манифольд 104 может принимать множество различных потоков флюида от множества насосов 108 для бурового раствора. В таком случае нагнетательный манифольд 104 может объединять все потоки флюида для направления одного потока флюида вверх к стояку 106. Другие функции, традиционно выполняемые нагнетательным манифольдом, заключаются в обеспечении вспомогательного соединения для дополнительного насоса, а в системах с многочисленными стояками, имеющих эксплуатационную избыточность, в переключении путей потока флюида от одного стояка к другому в случае повреждения одного стояка. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в некоторых системах обходятся без нагнетательного манифольда и просто сводят воедино выходные потоки многочисленных насосов для бурового раствора в одну линию вблизи насосов для бурового раствора или ниже по потоку, а затем объединенный поток перемещают по одной линии к основанию и вверх к стояку.Typically, the surge damper 113 is located along the flow line 112 at the outlet of the mud pump 108 and upstream of the injection manifold 104. The injection manifold 104 may be located below the flow line 112 and attached and/or coupled to the drilling rig 114 to transfer fluid. The injection manifold 104 can receive a variety of different fluid flows from a variety of mud pumps 108. In such a case, the injection manifold 104 may combine all fluid flows to direct one fluid flow upward to the riser 106. Other functions traditionally performed by the injection manifold are to provide an auxiliary connection for an additional pump, and in systems with multiple risers having operational redundancy, switching fluid flow paths from one riser to another in the event of damage to one riser. However, it will be appreciated by those skilled in the art that some systems dispense with the injection manifold and simply combine the output streams of multiple mud pumps into one line near or downstream of the mud pumps, and then move the combined flow along one line. to the base and up to the riser.

Когда потоки флюида от многочисленных насосов для бурового раствора объединяются (в нагнетательном манифольде или без него), пульсации в результирующем объединенном потоке флюида могут возрастать вследствие различных пульсаций, создаваемых используемыми насосами 108 для бурового раствора. Например, в одной буровой системе 100 могут использоваться насосы 108 для бурового раствора различных типов и размеров, которые создают вариации или пульсации потока флюида на протяжении трубы. Кроме того, насосы 108 для бурового раствора могут быть расположены на различных расстояниях от нагнетательного манифольда 104. Насосы 108 для бурового раствора могут начинать работу в разные моменты времени, иметь нерабочую часть цикла, отличающуюся от нерабочей части цикла других насосов 108 для бурового раствора, или просто могут работать с различными длинами хода поршня. Любые из ранее упомянутых рабочих параметров влияют на протекание флюидов или бурового раствора в нагнетательный манифольд 104, вследствие чего в скважине создаются пульсации.When fluid flows from multiple mud pumps are combined (with or without a pressure manifold), pulsations in the resulting combined fluid flow may increase due to the varying pulsations generated by the mud pumps 108 being used. For example, one drilling system 100 may use different types and sizes of mud pumps 108 that create variations or pulsations in fluid flow along the pipe. In addition, the mud pumps 108 may be located at different distances from the injection manifold 104. The mud pumps 108 may start at different times, have a different off-cycle than other mud pumps 108, or they can simply work with different piston stroke lengths. Any of the previously mentioned operating parameters affect the flow of fluids or drilling fluid into the injection manifold 104, resulting in pulsations in the wellbore.

Стояк 106 может быть установлен на буровой установке 114 и проходить вверх на буровой установке 114 для обеспечения протекания флюида по роторному шлангу 116, соединенному с вертлюгом 118, при этом вертлюг 118 соединен с роторным крюком 120. Стояк 106 принимает выпуск из нагнетательного манифольда, который включает в себя системный гаситель 102 пульсаций. Нагнетательный манифольд 104 может включать в себя многочисленные выходы в стояк 106 на случай повреждения части нагнетательного манифольда 104 или связанного с ним трубопровода.The riser 106 may be mounted on the drilling rig 114 and extend upward on the drilling rig 114 to allow fluid to flow through a rotary hose 116 connected to a swivel 118, the swivel 118 being connected to a rotary hook 120. The riser 106 receives an outlet from a discharge manifold that includes includes a system pulsation damper 102. The injection manifold 104 may include multiple outlets to the riser 106 in the event of damage to a portion of the injection manifold 104 or associated piping.

Вертлюг 118 может выполнять функцию перепускного канала для потока флюида во вкладыш для вращения 122 ведущей трубы (или точнее в ведущую трубу). Ведущая труба 122 соединена с бурильной колонной 124. Флюид проходит по ведущей трубе 122 и бурильной колонне 124, вниз по стволу 126 скважины до бурового долота 128, расположенного на дальнем конце бурильной колонны 124. Ведущая труба 122 обычно приводится во вращение роторным столом 130. Более современные системы могут включать в себя верхний привод для вращения бурильной колонный 124 в качестве альтернативы роторному столу и вкладышу для вращения ведущей трубы и настоящее изобретения также может применяться в таких конфигурациях с верхним приводом.The swivel 118 may function as a bypass for fluid flow into the kelly liner 122 (or more specifically into the kelly). The kelly 122 is connected to the drill string 124. The fluid passes through the kelly 122 and the drill string 124, down the wellbore 126 to a drill bit 128 located at the distal end of the drill string 124. The kelly 122 is typically driven by a rotary table 130. More Modern systems may include a top drive to rotate the drill string 124 as an alternative to a rotary table and liner to rotate the kelly, and the present invention may also be used in such top drive configurations.

В буровых системах гасители 113 пульсаций можно устанавливать вблизи насосов 108 для бурового раствора, чтобы снижать нагрузки насосов и минимизировать амплитуды пульсаций со стороныIn drilling systems, pulsation dampers 113 can be installed near mud pumps 108 to reduce pump loads and minimize pulsation amplitudes from

- 3 044798 насосов 108 для бурового раствора. Однако, когда флюид объединяется в нагнетательном манифольде 104 в один поток и направляется к стояку 106, значительная энергия и амплитуды пульсаций могут создаваться при объединении потоков от насосов 108 для бурового раствора или при перемещении потока непосредственно к стояку 106, который далее перемещается в остальную часть системы, расположенную ниже по потоку, описанную в изобретении. Амплитуды создаваемых пульсаций могут быть тем больше, чем больше насосов 108 для бурового раствора используются для обеспечения достижения флюидом нагнетательного манифольда 104, поскольку пульсации со стороны многочисленных труб, принимающих флюид от многочисленных насосов 108 для бурового раствора, объединяются и аккумулируются в нагнетательном манифольде, и затем они переносятся в стояк 106. Эти пульсации могут быть причиной износа и повреждения компонентов, в том числе соединений вблизи вертлюга 118, ведущей трубы 122 и других компонентов, таких как растворная труба вертлюга, которая выполняет функцию трубопровода для флюида, протекающего через вертлюг 118, и набивка (уплотнения) для растворной трубы (обе не показаны). Приборы, используемые для мониторинга и измерений параметров рабочих процессов при бурении, также могут повреждаться остаточными пульсациями со стороны насоса 108 для бурового раствора. Даже малейшие пульсации со стороны нагнетательного манифольда могут искажать значения измерений.- 3 044798 pumps 108 for drilling mud. However, when fluid is combined in injection manifold 104 into a single stream and directed to riser 106, significant energy and pulsation amplitudes can be created by combining flows from mud pumps 108 or by moving flow directly to riser 106, which then moves to the rest of the system. located downstream described in the invention. The amplitudes of the generated pulsations can be greater as more mud pumps 108 are used to ensure fluid reaches the injection manifold 104, as pulsations from multiple pipes receiving fluid from the multiple mud pumps 108 combine and accumulate in the injection manifold, and then they are carried into the riser 106. These pulsations can cause wear and damage to components, including connections near the swivel 118, the drive pipe 122, and other components such as the swivel solution pipe, which functions as a conduit for fluid flowing through the swivel 118, and packing (seals) for the mortar pipe (both not shown). Instruments used to monitor and measure drilling operating parameters may also be damaged by residual pulsations from the mud pump 108. Even the slightest pulsation from the discharge manifold can distort the measurement values.

Поэтому дополнительный системный гаситель 102 пульсаций установлен между нагнетательным манифольдом 104 и стояком 106 для снижения остаточных пульсаций со стороны насоса 108 для бурового раствора и для снижения пульсаций, возникающих в результате объединения потоков флюида в нагнетательном манифольде 104. Системный гаситель 102 пульсаций уменьшает пульсации и подобно обычному гасителю 113 пульсаций и всякому другому системному гасящему пульсации устройству(ам), описанному в изобретении, может создавать падение внутреннего или внешнего давления в проходящем флюиде для дальнейшего снижения высокочастотных пульсаций и улучшения в целом характеристик гашения. В некоторых вариантах осуществления системный гаситель 102 пульсаций может быть газонаполненным гасителем. Подобно обычному гасителю 113 пульсаций и всякому другому системному гасящему пульсации устройству(ам), описанному в изобретении, системный гаситель 102 пульсаций может быть гидропневматическим или газонаполненным резервуаром высокого давления, содержащим сжатый воздух или азот и камеру (или мембранную коробку), которая отделяет технологический флюид от газового наполнения. Подобно обычному гасителю 113 пульсаций и всякому другому системному гасящему пульсации устройству(ам), описанному в изобретении, в некоторых вариантах осуществления системный гаситель 102 пульсаций может быть шарообразным или цилиндрическим проточным гасителем. В некоторых вариантах осуществления могут использоваться реактивные гасители, которые основаны на использовании сжимаемости технологического флюида, содержащегося в оболочке гасителя, и оказывающего сопротивление устройства, согласованного с гасителем пульсаций или встроенного в него, для гашения пульсаций насоса.Therefore, an additional system pulsation damper 102 is installed between the injection manifold 104 and the riser 106 to reduce residual pulsations from the mud pump 108 and to reduce pulsations resulting from the pooling of fluid flows in the injection manifold 104. The system pulsation damper 102 reduces pulsations and is similar to a conventional The pulsation damper 113 and any other system pulsation damping device(s) described in the invention can create a drop in internal or external pressure in the passing fluid to further reduce high frequency pulsations and improve overall damping performance. In some embodiments, the system pulsation damper 102 may be a gas-filled damper. Like a conventional pulsation damper 113 and any other system pulsation dampening device(s) described in the invention, the system pulsation damper 102 may be a hydropneumatic or gas-filled high-pressure reservoir containing compressed air or nitrogen and a chamber (or membrane box) that separates the process fluid from gas filling. Like the conventional pulsation damper 113 and any other system pulsation dampening device(s) described in the invention, in some embodiments the system pulsation damper 102 may be a spherical or cylindrical flow damper. In some embodiments, reactive dampers may be used that rely on the compressibility of the process fluid contained in the damper shell and a resistive device matched to or integrated with the pulsation damper to dampen pump pulsations.

Системный гаситель 102 пульсаций может быть присоединен к нагнетательному манифольду 104 посредством соединительного шланга. Системный гаситель 102 пульсаций может иметь фланцевое выпускное присоединение, а фланец для быстроразъемного адаптера может быть использован для присоединения гасителя 102 пульсаций к нагнетательному манифольду 104. Кроме того, системный гаситель 102 пульсаций может быть присоединен к стояку 106 посредством соединительного шланга.The system pulsation damper 102 may be connected to the discharge manifold 104 via a connecting hose. System surge suppressor 102 may have a flanged outlet connection, and a quick connect adapter flange may be used to connect surge suppressor 102 to discharge manifold 104. Additionally, system surge suppressor 102 may be coupled to riser 106 via a connecting hose.

Системный гаситель 102 пульсаций, расположенный перед стояком 106, снижает амплитуды как низкочастотных, так и высокочастотных пульсаций, что позволяет дольше сохраняться растворной трубе вертлюга и набивке, а также другим компонентам. Кроме того, системный гаситель 102 пульсаций снижает уровни шума и пульсаций, что позволяет легче обнаруживать сигналы исполнителю работ, находящемуся на буровой установке 114, выполняющему измерения в процессе бурения (ИПБ) и каротаж во время бурения (КВБ). Кроме того, системный гаситель 102 пульсаций способствует снижению помех скважинным прибором, которые могут улавливать остаточные пульсации, ухудшающие обнаружение и искажающие данные, образуемые скважинными приборами.The system pulsation damper 102, located in front of the riser 106, reduces the amplitudes of both low-frequency and high-frequency pulsations, allowing the swivel grout pipe and packing, as well as other components, to last longer. In addition, the system pulsation damper 102 reduces noise and pulsation levels, making signals easier to detect by the operator on the rig 114 performing measurements while drilling (MWD) and logging while drilling (LWD). In addition, the system pulsation damper 102 helps reduce downhole tool interference, which can pick up residual pulsations that impair detection and distort downhole tool data.

На фиг. 2 показан схематичный вид части 200 системы, предназначенной для подачи флюида, бурения или того и другого, включающей множество насосов 208 для бурового раствора, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, которая может быть использована в вариантах осуществления буровой системы 100, показанной на фиг. 1, включающей системный гаситель 102 пульсаций, установленный между нагнетательным манифольдом 104 и стояком 106. Т.е. за исключением замены компонентов из фиг. 1 их двойниками, показанными на фиг. 2, остальная часть буровой системы из вариантов осуществления согласно фиг. 2 может быть согласована с дополнительными конструкциями, показанными на фиг. 1. Вариант осуществления части 200 буровой системы показан на фиг. 2 только для иллюстрации. Фиг. 2 не ограничивает объем этого изобретения никакой конкретной реализацией буровой системы.In fig. 2 is a schematic view of a portion 200 of a system for fluid delivery, drilling, or both, including a plurality of mud pumps 208, in accordance with various embodiments of the present invention, which may be used in embodiments of the drilling system 100 shown in FIG. 1, including a system pulsation damper 102 installed between the discharge manifold 104 and the riser 106. That is, excluding replacement of components from fig. 1 by their counterparts shown in FIG. 2, the rest of the drilling system of the embodiments of FIG. 2 can be coordinated with additional structures shown in FIG. 1. An embodiment of a drilling system portion 200 is shown in FIG. 2 is for illustration purposes only. Fig. 2 does not limit the scope of this invention to any particular implementation of a drilling system.

Что касается фиг. 2, то часть 200 системы бурения и/или подачи флюида, предназначенной для подачи флюида, бурения или того и другого, включает в себя по меньшей мере один системный гаситель 202 пульсаций, по меньшей мере один нагнетательный манифольд 204, по меньшей мере один стояк 206 и множество насосов 208 для бурового раствора. Компоненты части 200 буровой системы могут использоватьсяRegarding FIG. 2, the drilling and/or fluid delivery system portion 200 for supplying fluid, drilling, or both includes at least one system surge damper 202, at least one injection manifold 204, at least one riser 206 and a plurality of mud pumps 208. Components of the drilling system portion 200 may be used

- 4 044798 вместо аналогичных компонентов буровой системы 100, показанной на фиг. 1.- 4 044798 instead of similar components of the drilling system 100 shown in FIG. 1.

Системный гаситель 202 пульсаций установлен между нагнетательным манифольдом 204 и стояком 206. Множество насосов 208 для бурового раствора могут одновременно перемещать флюид в нагнетательный манифольд 204, создавая вибрации в нагнетательном манифольде 204. Гаситель 202 пульсаций может быть установлен аналогичным способом, описанным в изобретении, соответствующим способу установки гасителя 102 пульсации, для ослабления пульсаций, создаваемых множеством насосов 208 для бурового раствора, когда потоки флюида входят в нагнетательный манифольд 204, пересекаются в нем и объединяются в один выходящий поток.A system pulsation damper 202 is installed between the injection manifold 204 and the riser 206. A plurality of drilling fluid pumps 208 can simultaneously move fluid into the injection manifold 204, creating vibrations in the injection manifold 204. The pulsation damper 202 can be installed in a similar manner to that described in the invention, corresponding to the method installation of a pulsation damper 102 to reduce the pulsations generated by the plurality of mud pumps 208 as fluid streams enter, intersect, and combine into a single output stream at the injection manifold 204.

На фиг. 3 показан схематичный вид части 300 системы, предназначенной для подачи флюида, бурения или того и другого, включающей сочетающее нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройство 302, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, которое также можно использовать в вариантах осуществления буровой системы 100, которая включает в себя гаситель 102 пульсаций, установленный между насосом (насосами) для бурового раствора и стояком, как это показано на фиг. 1. Т.е. за исключением замены компонентов из фиг. 1 их двойниками, показанными на фиг. 3, остальная часть буровой системы из вариантов осуществления согласно фиг. 3 может быть согласована с дополнительными конструкциями, показанными на фиг. 1. Вариант осуществления части 300 буровой системы показан на фиг. 3 только для иллюстрации. Фиг. 3 не ограничивает объем этого изобретения никакой конкретной реализацией буровой системы.In fig. 3 is a schematic view of a portion 300 of a system for fluid delivery, drilling, or both, including a combination injection manifold and surge damper device 302, in accordance with various embodiments of the present invention, which may also be used in embodiments of a drilling system 100 that includes itself is a pulsation damper 102 installed between the mud pump(s) and the riser, as shown in FIG. 1. That is excluding replacement of components from fig. 1 by their counterparts shown in FIG. 3, the rest of the drilling system of the embodiments of FIG. 3 can be coordinated with additional structures shown in FIG. 1. An embodiment of a drilling system portion 300 is shown in FIG. 3 is for illustration purposes only. Fig. 3 does not limit the scope of this invention to any particular implementation of a drilling system.

Что касается теперь фиг. 3, то часть 300 системы бурения и/или подачи флюида включает в себя по меньшей мере одно сочетающее нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройство 302, множество насосов 304 для бурового раствора и по меньшей мере один стояк 306.Now regarding FIG. 3, the drilling and/or fluid delivery system portion 300 includes at least one combination injection manifold and surge damper device 302, a plurality of mud pumps 304, and at least one riser 306.

Нагнетательные манифольды могут повышать пульсации, воздействующие на буровую систему, вследствие того, что нагнетательные манифольды обычно имеют соединения или трубопровод, который принимает флюид с многочисленных направлений от различных насосов для бурового раствора. Нагнетательные манифольды часто имеют угловые изгибы, по которым каждый поток флюида должен проходить перед тем, как нагнетательный манифольд объединит отдельные потоки в один поток. Когда флюид входит в манифольд и перемещается на протяжении изгибов в нагнетательном манифольде, могут создаваться дополнительные вибрации.Injection manifolds can increase the pulsations experienced by the drilling system due to the fact that injection manifolds typically have connections or piping that receives fluid from multiple directions from various mud pumps. Injection manifolds often have angular bends through which each fluid stream must pass before the injection manifold combines the individual streams into a single stream. As fluid enters the manifold and moves along bends in the discharge manifold, additional vibrations can be generated.

Сочетающее нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройство 302 может быть использовано вместо нагнетательного манифольда. Вместо сведения отдельных потоков флюида в один поток в случае крутых изгибов флюиды могут быть помещены в корпус сочетающего нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройства 302, где с ними может производиться манипулирование. Гасители пульсаций часто имеют объем пространства, или резервуар, в гасителе, в котором может аккумулироваться некоторое количество флюида и пульсации могут снижаться до перемещения из гасителя пульсаций. В сочетающем нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройстве 302 могут приниматься отдельные потоки флюида от множества насосов 304 для бурового раствора. Сочетающее нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройство 302 может иметь трубопровод, установленный на внешней поверхности сочетающего нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройства 302. В случае гасителя пульсаций шарообразного типа или цилиндрического типа трубопровод может быть установлен на выбранном месте на сферическом или цилиндрическом корпусе гасителя пульсаций. Флюид, принимаемый в сочетающем нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройстве 302, может быть осажден во внутреннем объеме сочетающего нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройства 302 и флюид, находящийся во внутреннем объеме сочетающего нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройства 302, будет выходить из сочетающего нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройства 302, чтобы переместиться в стояк 306. В сочетающем нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройстве 302 можно объединять различные принимаемые флюиды для регулирования пульсаций, чтобы снижать их в сочетании, например, с вращением флюидов в камере.A combination pressure manifold and pulsation damper device 302 may be used in place of the pressure manifold. Instead of combining separate fluid streams into a single stream, in the case of tight bends, the fluids can be placed in the housing of the combined injection manifold and surge damper device 302, where they can be manipulated. Pulsation dampers often have a volume of space, or reservoir, in the damper in which some fluid can accumulate and the pulsations can be reduced before moving out of the pulsation damper. The combined injection manifold and surge damper device 302 can receive individual fluid streams from a plurality of mud pumps 304. The pressure manifold and pulsation damper combination device 302 may have a conduit installed on the outer surface of the pressure manifold and pulsation damper combining device 302. In the case of a spherical type or a cylindrical type pulsation dampener, the piping may be mounted at a selected location on a spherical or cylindrical pulsation damper body. Fluid received at the pressure manifold/pulse damper combination device 302 may be deposited in the interior volume of the pressure manifold/pulse damper combination device 302, and fluid present in the interior volume of the pressure manifold/pulse damper combination device 302 will exit the pressure manifold/pulse damper combination device 302. pulsation damper device 302 to move into riser 306. Combining a discharge manifold and pulsation damper device 302, various receiving fluids can be combined to control pulsations to reduce them in combination with, for example, rotation of the fluids in the chamber.

Поскольку сочетающее нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройство 302 включает в себя внутренний объем, проблемы, связанные с использованием нагнетательного манифольда могут быть исключены. В сочетающем нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройстве 302 отсутствуют изгибы, характерные для нагнетательного манифольда, вследствие чего снижаются вибрации, создаваемые при пересечении отдельных потоков, и кроме того, в сочетающем нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройстве 302 обеспечиваются эффекты гашения пульсаций при приеме отдельных потоков флюида. Поэтому отдельные потоки флюида могут быть объединены в объеме сочетающего нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройства 302 и затем один объединенный поток может быть выпущен из сочетающего нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройства 302 для перемещения в стояк 306, при этом пониженная или минимальная энергия передается в стояк 306 и в остальные компоненты, расположенные ниже по потоку.Since the combination pressure manifold and pulsation damper device 302 includes an internal volume, problems associated with the use of the pressure manifold can be eliminated. The discharge manifold/pulsation damper combination device 302 eliminates the kinks associated with a pressure manifold, thereby reducing vibrations generated when individual fluid flows intersect, and the pressure manifold/pulsation damper combination device 302 provides pulsation damping effects when receiving individual fluid streams. . Therefore, individual fluid streams may be combined within the volume of the pressure manifold/pulse damper combination device 302 and then one combined stream may be released from the pressure manifold/pulse damper combination device 302 to move into the riser 306, with reduced or minimal energy being transferred to the riser 306 and into other downstream components.

На фиг. 4 показано сочетающее нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройство 400 согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, которое может быть использовано в вариантах осуществления буровой системы 100, которая включает в себя гаситель 102 пульсаций, установленный между насосом(ами) для бурового раствора и стояком, как это показано на фиг. 1-3, или вIn fig. 4 illustrates a pressure manifold/pulsation damper combination device 400 according to various embodiments of the present invention, which may be used in embodiments of a drilling system 100 that includes a surge damper 102 mounted between the mud pump(s) and the riser, as this shown in Fig. 1-3, or in

- 5 044798 вариантах осуществления буровой системы 100, которая включает в себя гаситель 302 пульсаций, установленный после фитингов, объединяющих многочисленные потоки флюида, как это показано на фиг. 8.- 5 044798 embodiments of the drilling system 100, which includes a surge damper 302 located after fittings combining multiple fluid flows, as shown in FIG. 8.

Вариант осуществления сочетающего нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройства 400 показан на фиг. 4 только для иллюстрации. Фиг. 4 не ограничивает объем этого изобретения никакой конкретной реализацией гасителя пульсаций или способом гашения пульсаций.An embodiment of a combined pressure manifold and surge damper device 400 is shown in FIG. 4 is for illustration purposes only. Fig. 4 does not limit the scope of this invention to any particular implementation of a ripple damper or method for damping pulsations.

Что касается теперь фиг. 4, то сочетающее нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройство 400 может быть использовано в системах 100, 200 и 300, описанных в изобретении. Манифольд гасителя пульсаций включает в себя корпус 402. Корпус 402, показанный на фиг. 4, представляет собой сферический или цилиндрический корпус, соответствующий различным гасителям импульсов, имеющим шарообразный или цилиндрический корпус. Однако можно использовать корпус, имеющий другие формы, чтобы иметь разные формы корпуса гасителя пульсаций, такие как показанные на фиг. 1-3.Now regarding FIG. 4, the combination discharge manifold and pulsation damper device 400 can be used in the systems 100, 200 and 300 described in the invention. The ripple damper manifold includes a housing 402. The housing 402 shown in FIG. 4 is a spherical or cylindrical body corresponding to various pulse absorbers having a spherical or cylindrical body. However, it is possible to use a body having other shapes to have different shapes of the ripple damper body, such as those shown in FIG. 1-3.

Кроме того, манифольд 400 гасителя пульсаций может включать в себя резервуар 404 во внутреннем пространстве корпуса 402. В резервуаре 404 может собираться объем флюида 406 от насосов для бурового раствора или флюида, находящихся выше по потоку, проходящий по множеству находящихся выше по потоку соединений 408 в систему подачи флюида или в буровую систему, такую как системы, описанные относительно фиг. 1-3. Флюид, принимаемый из находящихся выше по потоку соединений 408, объединяется в объем флюида 406. Затем по меньшей мере часть объема флюида 406 может выходить из манифольда 400 гасителя пульсаций как один поток флюида через находящееся ниже по потоку соединение 410. Таким образом, сочетающее нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройство 400 может полностью заменять нагнетательный манифольд, снижая вибрации, создаваемые многочисленными потоками флюида, проходящими через нагнетательный манифольд, и обеспечивая гашение пульсаций всех потоков, входящих в сочетающее нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройство 400.In addition, the surge damper manifold 400 may include a reservoir 404 in the interior of the housing 402. The reservoir 404 may collect a volume of fluid 406 from upstream mud or fluid pumps passing through a plurality of upstream connections 408 in a fluid delivery system or to a drilling system, such as the systems described with respect to FIGS. 1-3. The fluid received from the upstream connections 408 is combined into a fluid volume 406. At least a portion of the fluid volume 406 can then exit the surge damper manifold 400 as a single fluid stream through the downstream connection 410. Thus, combining the discharge manifold and the pulsation damper device 400 can completely replace the discharge manifold, reducing vibrations generated by multiple fluid streams passing through the discharge manifold and providing pulsation dampening for all flows entering the combined pressure manifold and pulsation damper device 400.

На фиг. 5 представлен схематичный вид буровой системы, включающей альтернативный механизм(ы) системного гасителя пульсаций, который может быть установлен в стояке, вблизи него или ниже по потоку от стояка, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Вариант осуществления буровой систем 500 показан на фиг. 5 только для иллюстрации. Фиг. 5 не ограничивает объем этого изобретения никакой конкретной реализацией буровой системы. Хотя на фиг. 5 не показан обычный гаситель пульсаций, расположенный на выходе насоса(ов) для бурового раствора, или системный гаситель пульсаций между нагнетательным манифольдом и стояком, специалисты в данной области техники должны осознавать, что один или более системных гасителей пульсаций, схематично не показанных на фиг. 5, могут быть использованы без таких обычных гасителей пульсаций или могут быть использованы как такие обычные, так и системные гасители пульсаций.In fig. 5 is a schematic view of a drilling system including alternative system surge damper mechanism(s) that may be installed in, adjacent to, or downstream of the riser, in accordance with various embodiments of the present invention. An embodiment of drilling systems 500 is shown in FIG. 5 is for illustration purposes only. Fig. 5 does not limit the scope of this invention to any particular implementation of a drilling system. Although in FIG. 5 does not show a conventional surge suppressor located at the outlet of the mud pump(s), or a system surge suppressor between the injection manifold and the riser, those skilled in the art will appreciate that one or more system surge suppressors not schematically shown in FIG. 5 can be used without such conventional pulsation dampers, or both such conventional and system pulsation dampers can be used.

В системе из фиг. 5 гашение пульсаций обеспечивается или усиливается диафрагменными конструкциями нескольких различных видов, расположенными на одном месте или многочисленных местах в стояке 506 или вблизи него, или на пути потока флюида после стояка. Один или более диафрагменных узлов 502a, 502b, 502c, 502d, ..., 502n, каждый из которых содержит системное гасящее пульсации устройство(а), могут быть расположены на различных местах на пути потока флюида. Гасящий пульсации диафрагменный узел может быть расположен во входной трубе или соединен с входной трубой верхнего привода или вертлюга (в зависимости от того что используется в данной буровой установке), как это иллюстрируется диафрагменным узлом 502а. Гасящий пульсации диафрагменный узел может быть расположен между шлангом 516 и концом входной трубы верхнего привода или вертлюга, как это иллюстрируется диафрагменным узлом 502b. Гасящий пульсации диафрагменный узел может быть расположен сразу после стояка 506, между концом стояка 506 и началом шланга 516, который соединяет стояк 506 с верхним приводом или вертлюгом (в зависимости от того что используется в данной буровой установке), как это иллюстрируется диафрагменным узлом 502с. В ином случае гасящий пульсации диафрагменный узел может быть расположен дальше вдоль системы шланг/трубопровод, как это иллюстрируется диафрагменным узлом 502d. В еще одном случае гасящий пульсации диафрагменный узел может быть расположен в стояке 506, находящемся на стороне буровой вышки, возможно, на одном конце или вблизи одного конца стояка 506 (хотя он может быть расположен где угодно на всем протяжении длины стояка 506), как это иллюстрируется диафрагменным узлом 502n. Один гасящий пульсации диафрагменный узел может быть использован или многочисленные гасящие пульсации диафрагменные узлы могут быть использованы на различных местах на всем протяжении пути потока флюида, включая одно из мест, показанных на фиг. 5, или многочисленные гасящие пульсации диафрагменные узлы могут быть использованы во входной трубе верхнего привода или вертлюга (в области диафрагменного узла 502а), между шлангом и входной трубой верхнего привода или вертлюга (в области диафрагменного узла 502b), между стояком 506 и шлангом 516 (в области диафрагменного узла 502с), многочисленные гасящие пульсации диафрагменные узлы в шланге 516 (в области диафрагменного узла 502d) и/или многочисленные гасящие пульсации диафрагменные узлы в стояке 506 (в области диафрагменного узла 502n). Специалисты в данной области техники должны осознавать, что различные изменения количеств и мест расположения гасящих пульсации диафрагменных узлов могут подходить для различных применений. Кроме того, гасящие пульсации диафрагменные узлы могут быть расположены на других местах, а не на местах, пока- 6 044798 занных на фиг. 5, таких как конец (выпуск) стояка или на месте соединения с вертлюгом или верхним приводом в случае шланга, соединенного со стояком. Как отмечалось выше, каждый гасящий пульсации диафрагменный узел может создавать внутреннее или внешнее падение давления в проходящем флюиде для усиления гашения высокочастотных пульсаций. Эти диафрагменные узлы могут включать в себя или не включать объемы жидкости для дальнейшего улучшения характеристик.In the system of FIG. 5, pulsation damping is provided or enhanced by several different types of diaphragm structures located at one location or multiple locations in or near the riser 506, or in the fluid flow path downstream of the riser. One or more diaphragm assemblies 502a, 502b, 502c, 502d, ..., 502n, each of which includes system pulsation damping device(s), may be located at various locations along the fluid flow path. The pulsation dampening diaphragm assembly may be located in the inlet pipe or connected to the inlet pipe of the top drive or swivel (depending on what is used in the rig), as illustrated by the diaphragm assembly 502a. The pulsation dampening diaphragm assembly may be located between the hose 516 and the end of the top drive or swivel inlet pipe, as illustrated by the diaphragm assembly 502b. The pulsation dampening diaphragm assembly may be located immediately after the riser 506, between the end of the riser 506 and the beginning of a hose 516 that connects the riser 506 to the top drive or swivel (depending on what is used on the rig), as illustrated by the diaphragm assembly 502c. Alternatively, the pulsation dampening diaphragm assembly may be located further along the hose/pipe system, as illustrated by diaphragm assembly 502d. In yet another case, the pulsation dampening diaphragm assembly may be located in the derrick side riser 506, possibly at or near one end of the riser 506 (although it may be located anywhere along the length of the riser 506), as this illustrated by diaphragm assembly 502n. A single pulsation-damping diaphragm assembly may be used, or multiple pulsation-damping diaphragm assemblies may be used at various locations along the fluid flow path, including one of the locations shown in FIG. 5, or multiple pulsation dampening diaphragm assemblies may be used in the top drive or swivel inlet pipe (in the area of the diaphragm assembly 502a), between the hose and the top drive or swivel inlet pipe (in the area of the diaphragm assembly 502b), between the riser 506 and the hose 516 ( in the area of the diaphragm assembly 502c), multiple pulsation-damping diaphragm assemblies in the hose 516 (in the area of the diaphragm assembly 502d), and/or multiple pulsation-damping diaphragm assemblies in the riser 506 (in the area of the diaphragm assembly 502n). Those skilled in the art will recognize that varying amounts and locations of pulsation damping diaphragm assemblies may be suitable for different applications. In addition, the pulsation-damping diaphragm assemblies can be located at other locations than those shown in FIG. 5, such as the end (outlet) of the riser or at the connection with the swivel or top drive in the case of a hose connected to the riser. As noted above, each pulsation damping diaphragm assembly can create an internal or external pressure drop in the passing fluid to enhance high frequency pulsation damping. These diaphragm assemblies may or may not include fluid volumes to further improve performance.

В одном предпочтительном варианте осуществления системный гаситель пульсаций исключает необходимость в пополнении газонаполненного гасителя пульсаций или замене работающего на сжатие материала в коммерчески доступных не содержащих наполнителя гасителях пульсаций. В системе 500 газонаполненный гаситель 501 пульсаций имеет по меньшей мере корпус 1001 и крышку 1002 и показан на фиг. 10А-10С. Примечательно, что газонаполненные гасители пульсаций обычно располагают выше трубопровода, по которому прокачиваемый флюид проходит при использовании крестовины, хотя этот путь для системного гасителя 501 пульсаций на фиг. 5 не показан. Поперечное сечение газонаполненного гасителя пульсаций показано на фиг. 10А-10С. Как показано на фиг. 10А, газонаполненный гаситель 1000 пульсаций включает в себя тело 1001 корпуса, имеющее верхнее отверстие, закрытое крышкой 1002, которые совместно образуют внутреннюю полость 1003, соединенную с флюидным трубопроводом насосной системы (непоказанным) через посредство нижнего отверстия 1004. Гибкая внутренняя камера 1005 во внутренней полости 1003 заполнена сжимаемым газом. Флюид из присоединенного трубопровода входит в полость 1003 и/или уходит из нее через нижнее отверстие 1004. Давление этого флюида и давление сжимаемого газа в камере 1005 вызывает сдвиг нижней поверхности камеры 1005, которая находится в контакте с флюидом насосной системы, и объем, занимаемый газом в камере 1005, изменяется. Высокое давление прокачиваемого флюида побуждает камеру 1005 и газ в ней сильно сжиматься до меньшего объема, тогда как в диапазоне средних давлений или при переходе от высокого давления к низкому давлению камера и газ в нем побуждаются расширяться до большего объема, а при низком давлении камера 1005 и газ в ней будут сильно расширяться до максимального объема, дозволяемого внутренней полостью 1003 тела 1001 корпуса и крышкой 1002. Поэтому сжатый газ в камере 1005 поглощает импульсы давления во флюиде насоса и снижает пиковое давление, которое может возникать. Однако сжатый газ следует периодически (например, раз в месяц, раз в два месяца, раз в квартал или раз в полгода) пополнять. Что касается опять фиг. 5, то вместо пополнения камеры 1005 камеру 1005 просто удаляют. Один или более системных гасителей пульсаций устанавливают на этом месте (местах) способом, рассмотренным выше, исключая необходимость в газонаполненном гасителе 501 пульсаций и дополнительном техническом обслуживании его. Во многих случаях, если не в большинстве случаев, характеристики гашения пульсаций могут быть улучшены путем такой замены.In one preferred embodiment, the system pulsation damper eliminates the need to replenish the gas-filled pulsation damper or replace the compression material in commercially available filler-free pulsation dampers. In system 500, gas-filled pulsation damper 501 has at least a housing 1001 and a cover 1002 and is shown in FIG. 10A-10C. It is noteworthy that gas-filled pulsation dampers are typically located above the conduit through which the pumped fluid passes when using a cross, although this path for the system pulsation damper 501 in FIG. 5 not shown. A cross section of a gas-filled pulsation damper is shown in FIG. 10A-10C. As shown in FIG. 10A, the gas-filled pulsation damper 1000 includes a housing body 1001 having an upper opening covered by a cover 1002, which together define an internal cavity 1003 connected to the pump system fluid conduit (not shown) through a lower opening 1004. A flexible inner chamber 1005 in the internal cavity 1003 is filled with compressible gas. Fluid from the attached conduit enters and/or leaves the cavity 1003 through the lower opening 1004. The pressure of this fluid and the pressure of the compressible gas in the chamber 1005 causes the lower surface of the chamber 1005, which is in contact with the fluid of the pumping system, to shear and the volume occupied by the gas in chamber 1005, changes. The high pressure of the pumped fluid causes the chamber 1005 and the gas therein to be strongly compressed to a smaller volume, while in the medium pressure range or from high pressure to low pressure the chamber and the gas therein are caused to expand to a larger volume, and at low pressure the chamber 1005 and the gas therein will expand greatly to the maximum volume allowed by the internal cavity 1003 of the housing body 1001 and the cover 1002. Therefore, the compressed gas in the chamber 1005 absorbs pressure pulses in the pump fluid and reduces the peak pressure that may occur. However, compressed gas should be refilled periodically (for example, monthly, bimonthly, quarterly, or semiannually). Regarding FIG. 5, instead of replenishing chamber 1005, chamber 1005 is simply removed. One or more system pulsation dampers are installed at this location(s) in the manner discussed above, eliminating the need for gas-filled pulsation damper 501 and its additional maintenance. In many, if not most, cases, ripple damping performance can be improved by such a replacement.

В ином случае в системе 500 сохраняют по меньшей мере один корпус 1001 коммерчески доступного не содержащего наполнителя гасителя 501 пульсаций типа показанного на фиг. 11А и 11В. И в этом случае не содержащие наполнителя гасители пульсаций обычно располагают выше линии потока, по которой проходит прокачиваемый флюид, хотя этот путь для системного гасителя 501 пульсаций на фиг. 5 не показан. Не содержащие наполнителя гасители пульсаций часто не являются столь же эффективными при ослаблении пульсаций давления, как газонаполненные гасители пульсаций. Компоненты коммерчески доступных не содержащих наполнителя гасителей пульсаций показаны на фиг. 11А и 11В. В гасителе пульсаций, показанном на фиг. 11А и 11В, газонаполненная камера не используется. Как показано на фиг. 11А, не содержащий наполнителя гаситель пульсаций включает в себя корпус 1100. Корпус имеет съемную верхнюю часть с впусками и выпусками для прохождения флюида в корпус и из него. Клетка 1101, показанная (дважды) на фиг. 11В, подвешена в корпусе и имеет верхний выступ, который герметизирован по отношению к внутренней стороне корпуса 1100. Клетка 1101 включает в себя открытую верхнюю часть с отверстиями сквозь боковую стенку и нижнюю поверхность ее (в результате образующими «клетку» или корзинку). В клетке 1101 удерживается работающий на сжатие материал 1102, расположенный внутри клетки. Показанный в этом примере работающий на сжатие материал содержит многослойную систему из работающих на сжатие дисков, каждый из которых сегментирован на четыре четвертных клина. Когда флюид входит в корпус 1100 гасителя пульсаций и проходит через открытую верхнюю часть и/или отверстия в боковой стенке и нижней поверхности клетки 1101, флюид распределяется по работающему на сжатие материалу, при этом насосная система создает давление, прикладываемое к различным поверхностям работающего на сжатие материала, побуждающее работающий на сжатие материал сжиматься под действием давления и тем самым ослаблять броски давления.Alternatively, at least one housing 1001 of a commercially available filler-free pulsation dampener 501 of the type shown in FIG. 11A and 11B. Again, unfilled surge dampers are typically positioned above the flow line of the pumped fluid, although this path for system surge damper 501 in FIG. 5 not shown. Filler-free pulsation dampers are often not as effective at reducing pressure pulsations as gas-filled pulsation dampers. The components of commercially available filler-free pulsation dampeners are shown in FIG. 11A and 11B. In the ripple damper shown in FIG. 11A and 11B, the gas-filled chamber is not used. As shown in FIG. 11A, the filler-free surge damper includes a housing 1100. The housing has a removable top portion with inlets and outlets for fluid passage into and out of the housing. Cell 1101, shown (twice) in FIG. 11B is suspended in the housing and has a top projection that is sealed against the interior of housing 1100. Cage 1101 includes an open top portion with openings through the side wall and a bottom surface thereof (resulting in forming a “cage” or basket). Cage 1101 holds compression material 1102 located within the cage. The compression material shown in this example contains a multi-layer system of compression disks, each of which is segmented into four quarter wedges. As fluid enters the pulsation damper housing 1100 and passes through the open top and/or openings in the side wall and bottom surface of the cage 1101, the fluid is distributed throughout the compression material, with the pumping system applying pressure to various surfaces of the compression material. , which encourages the material working in compression to compress under the influence of pressure and thereby weaken pressure surges.

Однако не содержащий наполнителя (т.е. не требующий пополнения газовой средой, которое необходимо в случае газонаполненных камер) гаситель пульсаций из фиг. 11А и 11В не является не требующим технического обслуживания. После некоторого времени эксплуатации (например, спустя 12 месяцев) работающий на сжатие материал 1102 может стать засоренным и/или деформированным буровым раствором и обычно требует замены вследствие потери эластичности и/или аккумуляции твердых частиц в гасителе пульсаций, что влечет за собой необходимость в прекращении работы насосной системы. Кроме того, работающий на сжатие материал(ы) обычно изготавливают и выбирают для работы в точно определенном или заданном диапазоне давлений. При изменениях номинального рабочего давления системы, будь они преднамеренными или возникающими вследствие изменения рабочих условий, можетHowever, the pulsation damper of FIG. 11A and 11B are maintenance free. After some time in operation (e.g., after 12 months), the compression material 1102 may become clogged and/or distorted by the drilling fluid and typically requires replacement due to loss of elasticity and/or accumulation of solids in the surge damper, necessitating shutdown. pumping system. In addition, the compression material(s) are typically manufactured and selected to operate within a precisely defined or predetermined pressure range. Changes in the system's rated operating pressure, whether intentional or due to changing operating conditions, may

- 7 044798 возникнуть необходимость в замене работающего на сжатие материала и также в прекращении работы насосной системы. Что касается опять фиг. 5, то, когда техническое обслуживание коммерчески доступного не содержащего наполнителя гасителя 501 пульсаций становится необходимым, вместо замены работающего на сжатие материала 1102 уплотнение может быть заменено прокладкой, а работающий на сжатие материал 1102 (и необязательно также клетка 1101) просто удален. Один или более действительно не требующих технического обслуживания системных гасителей пульсаций устанавливают на местах способом, рассмотренным выше, исключая необходимость в коммерчески доступном не содержащем наполнителя гасителе 501 пульсаций и дальнейшем техническом обслуживании его. Во многих случаях, если не в большинстве случаев, благодаря этой замене характеристики гасителя пульсаций могут быть улучшены.- 7 044798 it will be necessary to replace the compression material and also to stop the pumping system. Regarding FIG. 5, when maintenance of the commercially available filler-free pulsation damper 501 becomes necessary, instead of replacing the compression material 1102, the seal can be replaced with a gasket and the compression material 1102 (and optionally the cage 1101 as well) simply removed. One or more truly maintenance-free system pulsation dampers are installed in the field in the manner discussed above, eliminating the need for and subsequent maintenance of a commercially available filler-free pulsation damper 501. In many, if not most, cases, the performance of the pulsation damper can be improved by this replacement.

На фиг. 6А-6Е представлены виды сбоку в разрезе и поперечные сечения гасящих пульсации диафрагменных узлов 502x, которые могут быть использованы в качестве любого одного из диафрагменных узлов 502a, 502b, 502c, 502d и/или 502n для реализации одного или нескольких системных гасящих пульсации устройств. Как показано на фиг. 6А, один приведенный в качестве примера гасящий пульсации диафрагменный узел 502x включает в себя несколько увеличенный объем, который может быть образован (например) путем вставления отрезка 622 трубы, имеющего больший внутренний диаметр (всего лишь на 1-2 дюйма (2,54-5,08 см) больше), чем имеет труба для пути потока флюида до или после гасящего пульсации диафрагменного узла. На конце увеличенного объема находится создающий сопротивление потоку флюида или падение давления элемент, такой как диафрагма или напорная трубка. В примере, показанном на фиг. 6А и 6В, предусмотрена диафрагма 624 или 626 (см фиг. 6Е). Однако специалисты в данной области техники должны осознавать, что вместо нее может быть использована напорная трубка. В соответствии с известным уровнем техники суммарную площадь отверстий диафрагмы 624 или 626 выбирают в сочетании с увеличенным объемом, чтобы погасить пульсации в потоке флюида через стояк 506 и шланг 516. Как показано на фиг. 6С, диафрагма 624 или 626 может быть расположена на противоположном конце (относительно направления потока флюида) увеличенного объема, образованного отрезком 622 трубы. В ином случае диафрагма 624 или 626 может быть расположена в середине увеличенного объема или где-нибудь посреди. Многочисленные диафрагмы могут быть расположены в одном увеличенном объеме. Как показано на фиг. 6D, имеющий простую форму гасящий пульсации диафрагменный узел 502x содержит только диафрагму 624 или 626, не оказывающую никакого сопротивления потоку флюида, создаваемому прилегающим или окружающим увеличенным объемом на пути потока флюида. Как показано на фиг. 6D, диафрагма 624 может иметь множество отверстий. Как показано на фиг. 6Е, гасящий пульсации диафрагменный узел 502x может содержать диафрагму 626 с одним отверстием. Как отмечалось выше, диафрагменные узлы могут включать в себя или могут не включать объемы жидкости для дальнейшего улучшения характеристик. На фиг. 6А и 6С показан расширенный отрезок 622, в котором может содержаться объем жидкости.In fig. 6A-6E are side sectional views and cross sections of ripple dampening diaphragm assemblies 502x, which may be used as any one of the diaphragm assemblies 502a, 502b, 502c, 502d and/or 502n to implement one or more system ripple dampening devices. As shown in FIG. 6A, one exemplary pulsation dampening diaphragm assembly 502x includes a slightly larger volume that can be created by (for example) inserting a length of pipe 622 having a larger internal diameter (by only 1-2 inches). .08 cm) larger) than the pipe has for the fluid flow path before or after the pulsation-damping diaphragm assembly. At the end of the enlarged volume is an element that creates resistance to fluid flow or pressure drop, such as a diaphragm or pressure tube. In the example shown in FIG. 6A and 6B, a diaphragm 624 or 626 is provided (see FIG. 6E). However, those skilled in the art will appreciate that a pressure tube may be used instead. In accordance with the prior art, the total area of the openings of the diaphragm 624 or 626 is selected in combination with the increased volume to dampen pulsations in the fluid flow through the riser 506 and hose 516. As shown in FIG. 6C, a diaphragm 624 or 626 may be located at the opposite end (relative to the direction of fluid flow) of the enlarged volume formed by pipe section 622. Alternatively, the diaphragm 624 or 626 may be located in the middle of the enlarged volume or somewhere in the middle. Numerous diaphragms can be located in one enlarged volume. As shown in FIG. 6D, the simple form pulsation damping diaphragm assembly 502x includes only a diaphragm 624 or 626 that does not provide any resistance to fluid flow created by an adjacent or surrounding enlarged volume in the fluid flow path. As shown in FIG. 6D, the diaphragm 624 may have multiple openings. As shown in FIG. 6E, the ripple dampening diaphragm assembly 502x may include a single hole diaphragm 626. As noted above, diaphragm assemblies may or may not include fluid volumes to further improve performance. In fig. 6A and 6C show an extended portion 622 that may contain a volume of liquid.

На фиг. 7 представлен схематичный вид альтернативной конструкции с избыточностью, предназначенной для системного гасящего пульсации устройства(устройств), которая может быть установлена в стояк, вблизи него или ниже по потоку от него, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, для реализации части(ей) гасящего пульсации диафрагменного узла из фиг. 5. В варианте осуществления из фиг. 7 гасящий пульсации диафрагменный узел 502x включает в себя первый узел 701 и второй узел 702, каждый из которых включает в себя увеличенный объем и диафрагму, которые расположены на двух параллельных путях потока флюида вместе с регулирующими клапанами 703, 704, 705 и 706 (управляемыми вручную или автоматически), используемыми для регулирования на двух путях потока. В этой конструкции обеспечивается избыточность на случай отказа гасящего пульсации диафрагменного узла и поэтому в некоторых применениях с сильным потоком она может быть использована как пропускающее небольшой поток устройство.In fig. 7 is a schematic view of an alternative redundant design for system pulsation dampening device(s) that may be installed in, adjacent to, or downstream of a riser, in accordance with various embodiments of the present invention, to implement part(s) of the pulsation dampening diaphragm assembly from Fig. 5. In the embodiment of FIG. 7, the pulsation damping diaphragm assembly 502x includes a first assembly 701 and a second assembly 702, each of which includes an enlarged volume and a diaphragm that are located on two parallel fluid flow paths along with control valves 703, 704, 705 and 706 (manually operated or automatically) used for control on two flow paths. This design provides redundancy in the event of failure of the pulsation damping diaphragm assembly and can therefore be used as a low flow device in some high flow applications.

На фиг. 8 показан схематичный вид системы подачи флюида или буровой системы 800, включающей фитинги, объединяющие многочисленные потоки флюида, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, которые также могут быть использованы в вариантах осуществления буровой системы 100, которая включает в себя гаситель 102 пульсаций, установленный после фитингов, объединяющих многочисленные потоки флюида. Вариант осуществления буровой системы 800 показан на фиг. 8 только для иллюстрации. Фиг. 8 не ограничивает объем этого изобретения никаким конкретным вариантом осуществления буровой системы.In fig. 8 is a schematic view of a fluid delivery system or drilling system 800 including fittings integrating multiple fluid flows, in accordance with various embodiments of the present invention, which may also be used in embodiments of the drilling system 100 that includes a surge damper 102 located downstream of the fittings. , combining numerous fluid flows. An embodiment of the drilling system 800 is shown in FIG. 8 is for illustration purposes only. Fig. 8 does not limit the scope of this invention to any particular embodiment of the drilling system.

Нагнетательный манифольд не всегда имеется на пути потоков флюида в буровую установку. На некоторые буровые установки потоки флюида, подаваемые различными насосами для бурового раствора, вводятся совместно из простых фитингов, которые объединяют многочисленные потоки флюида в один поток. Что касается теперь фиг. 8, то буровая система 800 включает в себя по меньшей мере один фитинг 802 и/или 804, множество насосов 304 для бурового раствора и трубопровод 806, принимающий объединенные потоки флюида.An injection manifold is not always in the path of fluid flow into the rig. On some drilling rigs, fluid streams supplied by different mud pumps are introduced together from simple fittings that combine multiple fluid streams into a single stream. Now regarding FIG. 8, the drilling system 800 includes at least one fitting 802 and/or 804, a plurality of mud pumps 304, and a conduit 806 receiving combined fluid flows.

Системное гасящее пульсации устройство 102, 202, 302, 402 или 502x (системное гасящее пульсации устройство 302 показано на фиг. 6) можно использовать в трубопроводе 806 после фитингов 802 и/или 804. Гасители пульсаций, такие как системное гасящее пульсации устройство 102, 202, 302, 402A system pulsation damper 102, 202, 302, 402, or 502x (system pulsation damper 302 is shown in FIG. 6) may be used in conduit 806 after fittings 802 and/or 804. Pulsation dampers, such as a system pulsation damper 102, 202 , 302, 402

- 8 044798 или 502x, часто имеют объем пространства, или резервуар, внутри гасителя, в котором определенное количество флюида может аккумулироваться, и при этом пульсации уменьшаются до перемещения флюида из гасителя пульсаций. Системное гасящее пульсации устройство 102, 202, 302, 402 или 502x может принимать объединенные потоки флюида из подачи насосов для бурового раствора. Флюид, принимаемый системным гасящим пульсации устройством 102, 202, 302, 402 или 502x, может быть осажден во внутреннем объеме гасителя 102 или 202 пульсаций, в сочетающем нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройстве 302, манифольде 400 гасителя пульсаций или гасящем пульсации устройстве(ах) 502x с диафрагменным узлом. Флюид, находящийся во внутреннем объеме системного гасящего пульсации устройства, выходит из системного гасящего пульсации устройства, чтобы переместиться к буровой установке 114 по трубопроводу 806. Системное гасящее пульсации устройство может регулировать пульсации, чтобы снижать их в сочетании, например, с созданием вращения в камере.- 8 044798 or 502x, often have a volume of space, or reservoir, within the damper in which a certain amount of fluid can accumulate and the pulsations are reduced before the fluid moves out of the pulsation damper. System pulsation damping device 102, 202, 302, 402 or 502x may receive combined fluid flows from the supply of mud pumps. The fluid received by the system pulsation damper device 102, 202, 302, 402, or 502x may be deposited in the internal volume of the pulsation damper 102 or 202, the discharge manifold and pulsation damper combination device 302, the pulsation damper manifold 400, or the pulsation damper device(s). 502x with diaphragm assembly. The fluid contained within the system surge dampening device volume exits the system surge dampening device to travel to the drilling rig 114 via conduit 806. The system surge dampening device may regulate the pulsations to reduce them in combination with, for example, creating rotation in the chamber.

Поскольку системное гасящее пульсации устройство включает в себя внутренний объем, проблемы, связанные с использованием нагнетательного манифольда, могут быть исключены. Системное гасящее пульсации устройство не имеет изгибов, характерных для нагнетательного манифольда, вследствие чего снижаются вибрации, создаваемые при пересечении отдельных потоков, и системное гасящее пульсации устройство также создает эффект гашения пульсаций, когда оно принимает объединенные потоки флюида. Поэтому объединенные потоки флюида могут выходить из системного гасящего пульсации устройства, чтобы перемещаться к буровой установке 114 с уменьшенной или минимальной энергией, передаваемой к остальным компонентам, расположенным ниже по потоку.Since the system pulsation dampening device includes an internal volume, problems associated with the use of a discharge manifold can be eliminated. The system pulsation damping device does not have the bends associated with a discharge manifold, thereby reducing the vibrations generated when the individual flows intersect, and the system pulsation dampening device also produces a pulsation dampening effect when it receives the combined fluid streams. Therefore, the combined fluid streams can exit the system surge damper to move toward the drilling rig 114 with reduced or minimal energy transferred to the remaining downstream components.

На фиг. 9 показана блок-схема последовательности действий при выполнении процесса 900 подачи флюида и гашения пульсаций в системе 100 или 500 подачи флюида согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Например, процесс 900 из фиг. 9 может быть выполнен посредством системы 100, показанной на фиг. 1, или системы 500, показанной на фиг. 5, или посредством этих систем, модифицированных в соответствии с фиг. 2, 3 или 4 (без соответствующих этапов, относящихся к манифольду).In fig. 9 is a flowchart of the fluid supply and pulsation damping process 900 in the fluid supply system 100 or 500 according to various embodiments of the present invention. For example, process 900 of FIG. 9 may be implemented by the system 100 shown in FIG. 1, or the system 500 shown in FIG. 5, or through these systems modified in accordance with FIG. 2, 3 or 4 (without corresponding manifold steps).

Что касается теперь фиг. 9, то процесс начинается на этапе 902. На этапе 902 один или более насосов принимают флюид из одного или нескольких резервуаров для флюида, таких как емкость 110 для бурового раствора, описанная в изобретении. На этапе 904 один или более насосов для флюида направляют один или более потоков флюида вниз по потоку через систему подачи флюида. На этапе 906 манифольд принимает один или более потоков флюида и объединяет один или более потоков флюида в один поток флюида. На этапе 908 гаситель пульсаций принимает один поток флюида из манифольда.Now regarding FIG. 9, the process begins at step 902. At step 902, one or more pumps receive fluid from one or more fluid reservoirs, such as the drilling fluid reservoir 110 described in the invention. At step 904, one or more fluid pumps direct one or more fluid streams downstream through the fluid delivery system. At step 906, the manifold receives one or more fluid streams and combines the one or more fluid streams into a single fluid stream. At step 908, the surge damper receives one fluid stream from the manifold.

На этапе 910 установленный системный гаситель пульсаций гасит остаточные пульсации, создаваемые манифольдом. В некоторых вариантах осуществления системный гаситель пульсаций может выполнять операции гашения, когда один или более потоков принимаются гасителем пульсаций, так, как будто гаситель пульсаций представляет собой сочетающее нагнетательный манифольд и гаситель пульсаций устройство, заменяющее нагнетательный манифольд в системе подачи флюида. На этапе 912 трубопровод принимает флюид, выводимый из системного гасителя пульсаций. В некоторых вариантах осуществления трубопровод может быть стояком, таким как стояк 106. На этапе 914 флюид перемещается по трубопроводу вниз по потоку. На этапе 916 один или более дополнительных установленных системных гасителей пульсаций гасят любые остаточные пульсации в потоке флюида.At step 910, the installed system pulsation damper dampens the residual ripple generated by the manifold. In some embodiments, the system surge damper may perform damping operations where one or more flows are received by the surge damper as if the surge damper were a combination pressure manifold and surge damper device replacing the pressure manifold in the fluid delivery system. At step 912, the pipeline receives fluid withdrawn from the system surge damper. In some embodiments, the conduit may be a riser, such as riser 106. At step 914, fluid moves downstream through the conduit. At step 916, one or more additional system pulsation dampers installed dampen any residual pulsations in the fluid flow.

На фиг. 12А и 12В представлены вид с вырезом и схематичный вид, соответственно, не нуждающегося в техническом обслуживании реактивного системного гасителя пульсаций согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Используются только износостойкие и простые компоненты в небольшом количестве, обеспечивающие возможность легкого ремонта и продолжительной работы без регулировки. Наполнение газом (т.е. камера и клапаны/датчики) или использование работающих на сжатие материалов исключаются, так что техническое обслуживание является минимальным (например, периодическим осмотром), при котором удаление крышки не требуется. Не нуждающийся в техническом обслуживании реактивный системный гаситель 1200 не имеет подвижных деталей, прокачиваемый флюид используется для гашения пульсаций. Флюид 1201 с высокоамплитудными пульсациями насоса принимаются через впуск и флюид 1202 с низкоамплитудными пульсациями насоса выпускается через выпуск, при этом флюид 1203 в корпусе реактивным способом гасит пульсации насоса, т.е. прокачиваемая среда реагирует с системной массой флюида для снижения пульсаций. Необязательный удаляемый узел 1204 регулирования перепада давления может способствовать ослаблению пульсаций давления флюида насоса.In fig. 12A and 12B are a cutaway view and a schematic view, respectively, of a maintenance-free reactive system pulsation damper according to embodiments of the present invention. Only wear-resistant and simple components are used in small quantities, allowing for easy repairs and long-term operation without adjustment. Gas filling (ie chamber and valves/sensors) or the use of compression materials is eliminated, so maintenance is minimal (eg periodic inspection) and cap removal is not required. The maintenance-free reactive system damper 1200 has no moving parts and uses the pumped fluid to dampen pulsations. High amplitude pump pulsation fluid 1201 is received through the inlet and low amplitude pump pulsation fluid 1202 is released through the outlet, with fluid 1203 in the housing reactively dampening the pump pulsation, i.e. the pumped medium reacts with the system fluid mass to reduce pulsations. An optional, removable differential pressure control assembly 1204 may help reduce pump fluid pressure pulsations.

На фиг. 13 показана установка с системным гасителем пульсаций согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. В показанном примере каждый из двух трехцилиндровых насосов, имеющих присоединенные выходы, включает в себя стабилизатор 1301 всасывания, соединенный с впуском, и газонаполненный (или не содержащий наполнителя) гаситель 1302 пульсаций на выпуске. В таких конфигурациях пространство и опора являются ключевыми и требуется втекание/вытекание в трубопровод/из трубопровода. В случае использования таких дополнительно установленных газовых узлов 1301, 1302 насосные салазки и трубопровод должны быть модифицированы и требуется пространство в насосном отсеке. Пространство и затраты на удовлетворение таких требований могут быть исключены при использовании одного, соответствующим образом установленного системного гасителя 501 пульсаций.In fig. 13 illustrates an installation with a system pulsation damper in accordance with embodiments of the present invention. In the example shown, each of two three-cylinder pumps having coupled outlets includes a suction stabilizer 1301 coupled to the inlet and a gas-filled (or unfilled) pulsation damper 1302 at the outlet. In such configurations, space and support are key and inflow/outflow into/out of the pipeline is required. If such optionally installed gas units 1301, 1302 are used, the pump skid and piping must be modified and space is required in the pump compartment. The space and expense of meeting such requirements can be eliminated by using a single, suitably installed system ripple damper 501.

- 9 044798- 9 044798

Для модернизации системы из фиг. 13 все газовые картриджи, находящиеся в резервуарах стабилизатора 1301 всасывания удаляют и (необязательно) заменяют более эффективной ячеистой трубкой для работы без наполнителя. Аналогично этому, все газонаполненные камеры в дополнительно установленных газовых гасителях 1302 удаляют и делается возможным заполнение резервуаров флюидом во время работы для обеспечения начального регулирования гашения (к тому же без замены трубопровода). В качестве варианта диафрагмы или аналогичные устройства могут быть установлены на пути потока флюида после резервуаров имеющихся дополнительно установленных газовых гасителей 1302. Отдельный реактивный системный гаситель 501 пульсаций добавляют в выкидную линию насосной системы, присоединяемую при использовании простого соединения, при использовании выпускных соединителей высокого давления для удаления медленных пульсаций. Размеры системного гасителя 501 пульсаций определяют на основе анализа всей конструкции, расположения гасителя ниже потоку от насосов и прежней версии оборудования для гашения. Предпочтительно располагать системный гаситель 501 пульсаций там, где пульсации давления аккумулируются (например, в сетевом потоке после объединения выпусков отдельных насосов), и предпочтительно как можно ближе к насосу(ам).To upgrade the system from FIG. 13, all gas cartridges located in the reservoirs of the suction stabilizer 1301 are removed and (optionally) replaced with a more efficient mesh tube for unfilled operation. Likewise, all gas-filled chambers in the optionally installed gas dampers 1302 are removed and it is possible to fill the reservoirs with fluid during operation to provide initial damping control (also without replacing the piping). Alternatively, diaphragms or similar devices may be installed in the fluid flow path downstream of the reservoirs of existing optionally installed gas suppressors 1302. A separate reactive system surge suppressor 501 is added to the pump system flow line connected when using a simple connection when using high pressure outlet connectors to remove slow pulsations. The size of the system pulsation damper 501 is determined based on an analysis of the overall structure, the location of the damper downstream of the pumps, and the legacy damping equipment. It is preferable to locate the system pulsation damper 501 where pressure pulsations accumulate (for example, in the network flow after the discharges of individual pumps are combined), and preferably as close as possible to the pump(s).

На фиг. 14A-14D показана сеть трубопроводов согласно вариантам осуществления, в которой установлены системный гаситель пульсаций и два или большее количество мини-гасителей пульсаций на выпуске, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 14А, часть насосной системы 1400 включает в себя по меньшей мере два насоса 1401 и 1402, каждый из которых прокачивает флюид, и необязательно дополнительные насосы (непоказанные). Насосная система 1400 может быть описана как мини-насосная система, в которой потоки флюида от насосов 1401 и 1402 объединяются в некоторой точке ниже по потоку от по меньшей мере одного из двух насосов для образования одного потока флюида в трубопроводе, в других насосах или функциональных компонентах для манипулирования с флюидом (например, в фильтре или нагнетательном манифольде) и/или гасителях пульсаций, в отличие от насосных установок, в которых только аккумулируются отдельные потоки флюида от многочисленных насосов в резервуаре для хранения или в чем-либо подобном.In fig. 14A-14D illustrate a piping network according to embodiments in which a system pulsation dampener and two or more mini-pulsation dampeners are installed in accordance with embodiments of the present invention. As shown in FIG. 14A, part of the pumping system 1400 includes at least two pumps 1401 and 1402, each pumping fluid, and optionally additional pumps (not shown). Pumping system 1400 may be described as a mini-pumping system in which fluid streams from pumps 1401 and 1402 combine at some point downstream of at least one of the two pumps to form a single fluid stream in a pipeline, other pumps, or functional components. for fluid handling (eg, in a filter or discharge manifold) and/or pulsation dampers, as opposed to pumping units that only accumulate individual fluid streams from multiple pumps in a storage tank or the like.

В соответствии с вариантом осуществления, описанным в сочетании с фиг. 11А, 11В, 12А, 12В и 13, системный гаситель пульсаций и два или большее количество мини-гасителей пульсаций на выпуске (мини-гасителей) можно использовать в качестве варианта для модернизации насосной системы, имеющей существующие дополнительные гасители пульсаций, требующие регулярного или спорадического технического обслуживания. В качестве варианта насосы 1401 и 1402 могут быть снабжены на выпусках непродолжительно работающими гасителями 1403 и 1404 пульсаций, соответственно, обычно типа таких, которые используются дополнительно и не привязываются к сквозному потоку флюида. Гасители 1403 и 1404 пульсаций являются непродолжительно работающими в том смысле, что необходимо проводить периодическое или спорадическое техническое обслуживание каждого на протяжении полного срока службы насосной системы 1400, в которой насосы 1401 и 1402 установлены. Т.е. не требующий технического обслуживания рабочий цикл непродолжительно работающих гасителей 1403 и 1404 является более коротким, чем ожидаемый рабочий период насосной системы 1400. Например, газонаполненные гасители пульсаций необходимо периодически пополнять, а в не содержащих наполнителя гасителях пульсаций с работающим на сжатие материалом необходимо спорадически или периодически заменять работающий на сжатие материал вследствие аккумулирования твердых частиц, деформирования и/или ухудшения эластичности (и поэтому ухудшения характеристик гашения пульсаций). Как описывалось выше, насосную систему 1400 можно модернизовать простым удалением частей непродолжительно работающих гасителей 1403 и 1404 пульсаций (камеры в газонаполненном гасителе пульсаций или работающего на сжатие материала в не содержащей наполнителя конструкции) и оставлением резервуара (тела или корпуса) гасителя пульсаций наполненным жидкостью. Построение модели поведения флюида в насосной системе 1400 можно выполнить с учетом модифицированных непродолжительно работающих гасителей 1403 и 1404 пульсаций.According to the embodiment described in conjunction with FIG. 11A, 11B, 12A, 12B and 13, a system pulsation dampener and two or more outlet mini-pulsation dampers (mini-dampers) can be used as an option to retrofit a pumping system that has existing additional pulsation dampers requiring regular or sporadic maintenance service. As an option, pumps 1401 and 1402 may be provided at their outlets with short-term pulsation dampers 1403 and 1404, respectively, usually of the type that are used additionally and are not tied to the through flow of fluid. The pulsation dampers 1403 and 1404 are non-permanent in the sense that periodic or sporadic maintenance of each is required over the full life of the pumping system 1400 in which the pumps 1401 and 1402 are installed. Those. The maintenance-free duty cycle of the intermittent dampers 1403 and 1404 is shorter than the expected operating life of the pumping system 1400. For example, gas-filled pulsation dampers must be periodically refilled, while filler-free pulsation dampers with compressive material must be replaced sporadically or periodically a material subject to compression due to the accumulation of solid particles, deformation and/or deterioration of elasticity (and therefore deterioration of pulsation damping characteristics). As described above, the pumping system 1400 can be retrofitted by simply removing portions of the short-lived surge dampeners 1403 and 1404 (chambers in a gas-filled surge damper or compressive material in an unfilled structure) and leaving the surge damper reservoir (body or housing) filled with liquid. The construction of a model of fluid behavior in the pumping system 1400 can be performed taking into account modified short-term pulsation dampers 1403 and 1404.

В более общем случае и независимо от необходимости в модернизации насосной системы, включающей существующие гасители пульсаций, характеристики гашения пульсаций в насосной системе 1400 с большим количеством насосов можно улучшить путем использования системного гасителя 1405 пульсаций (который может быть расположен вне насосных салазок) и множества мини-гасителей 1406 и 1407 пульсаций. Как показано на фиг. 14А, мини-гаситель 1406 присоединен между выпуском насоса 1401 и магистральной трубой 1408, тогда как мини-гаситель 1407 присоединен между выпуском насоса 1407 и магистральной трубой 1408. В качестве варианта магистральная труба 1408 может принимать выпуск флюида от других насосов (непоказанных). По магистральной трубе 1408 флюид подается в системный гаситель 1405 пульсаций. Поток 1410 флюида от выпуска системного гасителя 1405 пульсаций может протекать в стояк, как это описывалось выше. Насосы 1401 и 1402 принимают потоки флюида из отдельных впускных труб 1411 и 1412 соответственно.More generally, and regardless of the need to retrofit a pumping system that includes existing pulsation dampers, the pulsation damping performance of a multi-pump pump system 1400 can be improved by using a system pulsation damper 1405 (which may be located outside the pump skid) and a variety of mini-pulsation dampers. pulsation dampers 1406 and 1407. As shown in FIG. 14A, a mini damper 1406 is connected between the outlet of pump 1401 and the main pipe 1408, while a mini damper 1407 is connected between the outlet of the pump 1407 and the main pipe 1408. Alternatively, the main pipe 1408 may receive fluid output from other pumps (not shown). Through the main pipe 1408, the fluid is supplied to the system pulsation damper 1405. The fluid flow 1410 from the outlet of the system surge damper 1405 may flow into the riser as described above. Pumps 1401 and 1402 receive fluid flows from separate inlet pipes 1411 and 1412, respectively.

На фиг. 14В представлен вариант установки из фиг. 14А и показана часть насосной системы 1420 с многими насосами, которая включает в себя множество насосов 1401 и 1402, каждый из которых перекачивает флюид. Принципиальное различие между фиг. 14А и 14В заключается в том, что системный гаситель 1425 пульсаций из фиг. 14В (в основном соответствующий системному гасителю 1405 пульсаций изIn fig. 14B shows the installation embodiment of FIG. 14A shows a portion of a multi-pump pumping system 1420 that includes a plurality of pumps 1401 and 1402, each pumping fluid. The fundamental difference between fig. 14A and 14B is that the system ripple damper 1425 of FIG. 14V (mainly corresponding to the system 1405 ripple damper from

- 10 044798 фиг. 14А) принимает потоки флюида от мини-гасителей 1426 и 1427 из фиг. 14В (в основном соответствующих мини-гасителям 1406 и 1407 из фиг. 14А) из отдельных магистральных труб 1428а и 1428b, а не из одной магистральной трубы 1408, как на фиг. 14А. Как и насосная система 1400, насосная система 1420 согласно варианту осуществления из фиг. 14В может включать в себя другие насосы (непоказанные) в дополнение к насосам 1401 и 1402 вместе с отдельными магистральными трубами (также непоказанными), осуществляющими подачу в системный гаситель 1425 пульсаций, или вместе с выпускными патрубками насосов, присоединенными к одной из магистральных труб 1428а или 1428b.- 10 044798 fig. 14A) receives fluid flows from mini-dampers 1426 and 1427 of FIG. 14B (basically corresponding to the mini-dampers 1406 and 1407 of FIG. 14A) from separate main pipes 1428a and 1428b, rather than from a single main pipe 1408 as in FIG. 14A. Like pump system 1400, pump system 1420 according to the embodiment of FIG. 14B may include other pumps (not shown) in addition to pumps 1401 and 1402, along with separate main pipes (also not shown) supplying system surge damper 1425, or together with pump outlets connected to one of the main pipes 1428a or 1428b.

На фиг. 14С и 14D представлены варианты 1430 и 1440, соответственно, насосных систем 1400 и 1420 из фиг. 14А и 14В, в которых системный гаситель 1425 пульсаций не включен в насосную систему 1430 или 1440. Вместо этого используются только мини-гасители 1426 и 1427 без системного гасителя пульсаций.In fig. 14C and 14D illustrate embodiments 1430 and 1440, respectively, of the pump systems 1400 and 1420 of FIGS. 14A and 14B, in which the system pulsation damper 1425 is not included in the pump system 1430 or 1440. Instead, only the mini dampers 1426 and 1427 are used without the system pulsation damper.

Полная конструкция насосных систем 1400, 1420, 1430 и 1440 не показана на фиг. 14A-14D. Например, хотя это не показано на фиг. 14A-14D, стабилизатор всасывания может быть соединен с впуском одного или обоих насосов 1401 и 1402 и может использоваться усовершенствованная технология ячеистых материалов, которую можно получить от Performance Pulsation Control, Inc. (www.performancepulsation.com/products/vertical-cellular-stabilizer-retrofit и www.performancepulsation.com/products/suction-stabilizers). В ином случае при модернизации такого типа, как описанная выше, газовый картридж или работающий на сжатие ячеистый материал может быть удален из имеющихся стабилизаторов всасывания и либо заменен улучшенным ячеистым материалом, либо выброшен. Кроме того, нагнетательный манифольд может быть присоединен между насосами 1401 и 1402 и системным гасителем 1405 пульсаций. Вместо показа и описания полной конструкции и всех возможных вариантов для простоты и ясности показываются и описываются только насосные системы 1400, 1420, 1430 и 1440, что необходимо для понимания принципов вариантов осуществления, представленных на фиг. 14A-14D, вместе со значимыми вариантами.The complete design of pumping systems 1400, 1420, 1430 and 1440 is not shown in FIG. 14A-14D. For example, although not shown in FIG. 14A-14D, a suction stabilizer may be coupled to the inlet of one or both pumps 1401 and 1402 and may utilize advanced cellular material technology available from Performance Pulsation Control, Inc. (www.performancepulsation.com/products/vertical-cellular-stabilizer-retrofit and www.performancepulsation.com/products/suction-stabilizers). Alternatively, in a retrofit of the type described above, the gas cartridge or compression cellular material may be removed from the existing suction stabilizers and either replaced with an improved cellular material or discarded. Additionally, a pressure manifold may be coupled between the pumps 1401 and 1402 and the system pulsation damper 1405. Rather than showing and describing the complete design and all possible embodiments, for the sake of simplicity and clarity, only the pump systems 1400, 1420, 1430 and 1440 are shown and described in order to understand the principles of the embodiments presented in FIGS. 14A-14D, together with significant variations.

Из приведенного ниже рассмотрения одного варианта насосных систем 1400, 1420, 1430 и 1440 должно быть очевидно, что нет необходимости обязательно снабжать каждый насос 1401 и 1402 мини-гасителем 1406/1426 или 1407/1427. Вместо этого в соответствии с настоящим изобретения предполагаются варианты осуществления насосной системы с многими насосами, включающей системный гаситель 1405/1425 пульсаций и мини-гаситель 1406/1426 или 1407/1427, соединенный с выпуском по меньшей мере одного из насосов 1401 и 1402, без мини-гасителя, присоединенного между выпуском другого из насосов 1401 и 1402, и магистральной трубой 1408/1428а/1428b.From the following discussion of one embodiment of the pump systems 1400, 1420, 1430 and 1440, it should be obvious that it is not necessary to necessarily provide each pump 1401 and 1402 with a mini-damper 1406/1426 or 1407/1427. Instead, the present invention contemplates embodiments of a multipump pumping system including a system pulsation damper 1405/1425 and a mini damper 1406/1426 or 1407/1427 coupled to the outlet of at least one of the pumps 1401 and 1402, without the mini - an absorber connected between the outlet of another of the pumps 1401 and 1402, and the main pipe 1408/1428a/1428b.

Предпочтительно, чтобы каждый из системного гасителя 1405/1425 пульсаций и мини-гасителей 1406/1426 и 1407/1427 был реактивным гасителем с использованием объема и необязательно оказывающего сопротивление потоку устройства, описанного выше. В случае систем с многими насосами один системный гаситель 1405/1425 пульсаций может не обеспечить приемлемую характеристику гашения вследствие сложности трубопровода и результирующей сложности потока флюида и вариантов пульсаций в нем. Кроме того, подбор размера резервуара и конкретных оказывающих сопротивление потоку устройств для системного гасителя 1405/1425 пульсаций в случае конкретного применения многих насосов может быть процессом с сокращающимся сверх определенного уровня доходом. Вследствие этого потенциально является более эффективной разработка определенных стандартных размеров резервуара для системного гасителя 1405/1425 пульсации вместе с различными конфигурациями оказывающего сопротивление потоку устройства для каждого размера, чтобы обеспечить возможность подбора размера и конфигурации оказывающего сопротивление потоку устройства для аппроксимации оптимальной характеристики гашения при конкретном применении. Однако даже при наличии ряда решений, получаемых вследствие выполнения этого подбора, желаемая или приемлемая характеристика гашения может не достигаться при использовании одного системного гасителя 1405/1425 пульсаций. В соответствии с этим по меньшей мере один насос и при необходимости оба насоса 1401 и 1402 соединяют с мини-гасителями 1406/1426 и 1407/1427.Preferably, the system surge damper 1405/1425 and the mini dampers 1406/1426 and 1407/1427 are each a reactive damper using the volume and optional flow resistance device described above. For multi-pump systems, a single system pulsation damper 1405/1425 may not provide acceptable damping performance due to the complexity of the piping and the resulting complexity of fluid flow and pulsation variations therein. Additionally, selecting the reservoir size and specific flow resistance devices for the system pulsation damper 1405/1425 in a particular multi-pump application can be a cost-reducing process beyond a certain level. As a result, it is potentially more efficient to develop specific standard reservoir sizes for the system pulsation damper 1405/1425 along with different flow resistance device configurations for each size to allow the size and configuration of the flow resistance device to be selected to approximate the optimal damping performance for a particular application. However, even with a number of solutions resulting from this selection, the desired or acceptable damping performance may not be achieved using a single system 1405/1425 ripple damper. Accordingly, at least one pump, and optionally both pumps 1401 and 1402, are connected to mini-dampers 1406/1426 and 1407/1427.

Гасители 1406/1426 и 1407/1427 представлены как мини (или как малые, что эквивалентно), поскольку они являются малоразмерными и/или менее оснащенными (например, в части оказывающего сопротивление потоку устройства(устройств)) для обеспечения приемлемого гашения пульсаций для соответствующего насоса 1401 и 1402. Однако мини-гасители 1406/1426 и 1407/1427 в сочетании с системным гасителем 1405/1425 снижают пульсации, а системный гаситель 1405/1425 пульсаций удаляет все медленные пульсации. Нет необходимости в том, чтобы характеристика гашения пульсаций была идеально оптимизирована сочетанием системного гасителя 1405/1425 пульсаций и мини-гасителей 1406/1425 и 1407/1427. Однако мини-гаситель 1406/1426 и/или мини-гаситель 1407/1427 улучшают характеристику гашения пульсаций по сравнению с характеристикой, обеспечиваемой одним системным гасителем 1405/1425 пульсаций. Для каждого из системного гасителя 1405/1425 пульсаций и мини-гасителей 1406/1425 и 1407/1427 индивидуально определяют размер и конфигурацию, а общий размер и общую конфигурацию определяют из условия гашения амплитуды пульсаций давления флюида в соответствующей насосной системе 1400, 1420 1430 или 1440 до приемлемого уровня.The 1406/1426 and 1407/1427 dampers are presented as mini (or small, which is equivalent) because they are smaller in size and/or less equipped (eg, in terms of flow resistance device(s)) to provide acceptable pulsation damping for the respective pump. 1401 and 1402. However, the 1406/1426 and 1407/1427 Mini Absorbers, when combined with the 1405/1425 System Absorber, reduce ripple, and the 1405/1425 System Absorber removes all slow ripple. It is not necessary for the ripple damper performance to be perfectly optimized by the combination of the 1405/1425 system ripple damper and the 1406/1425 and 1407/1427 mini dampers. However, the mini damper 1406/1426 and/or the mini damper 1407/1427 improves the ripple damping performance compared to the performance provided by the system ripple damper 1405/1425 alone. Each of the system surge damper 1405/1425 and mini dampers 1406/1425 and 1407/1427 are individually sized and configured, and the overall size and overall configuration is determined from the damping of the amplitude of fluid pressure pulsations in the associated pumping system 1400, 1420, 1430, or 1440 to an acceptable level.

Хотя настоящее изобретение было описано при использовании примеров вариантов осуществления,Although the present invention has been described using exemplary embodiments,

--

Claims (18)

различные изменения и модификации могут быть предложены специалистом в данной области техники.Various changes and modifications may be suggested by one skilled in the art. Предполагается, что настоящее изобретение охватывает такие изменения и модификации, как попадающие в объем прилагаемой формулы изобретения.It is intended that the present invention cover such changes and modifications as come within the scope of the appended claims. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Система подачи флюида, содержащая по меньшей мере один насос для флюида, выполненный с возможностью прокачки флюида через систему подачи флюида;1. A fluid supply system comprising at least one fluid pump configured to pump fluid through the fluid supply system; корпус, соединенный с выпуском по меньшей мере одного насоса для флюида, при этом корпус представляет собой корпус для газонаполненного гасителя пульсаций, выполненного с возможностью использования заполненной газом камеры для гашения пульсаций давления флюида, но без заполненной газом камеры в нем, или корпус для не содержащего наполнителя гасителя пульсаций типа, выполненного с возможностью использования эластомерного работающего на сжатие материала для гашения пульсаций давления флюида, но без эластомерного работающего на сжатие материала в нем;a housing connected to the outlet of at least one fluid pump, wherein the housing is a housing for a gas-filled pulsation damper configured to use a gas-filled chamber for damping fluid pressure pulsations, but without a gas-filled chamber therein, or a housing for one without a pulsation damper filler of the type configured to use an elastomeric compression material for damping fluid pressure pulsations, but without the elastomeric compression material therein; трубопровод, соединенный с выпуском по меньшей мере одного насоса для флюида и выполненный с возможностью приема и перемещения флюида, прокачиваемого по меньшей мере одним насосом для флюида; и один или более гасителей пульсаций, присоединенных в пределах трубопровода и выполненных с возможностью гашения пульсаций давления, остающихся во флюиде, перемещаемом по трубопроводу.a conduit connected to an outlet of the at least one fluid pump and configured to receive and move fluid pumped by the at least one fluid pump; and one or more pulsation dampers coupled within the pipeline and configured to damp pressure pulsations remaining in the fluid moving through the pipeline. 2. Система подачи флюида по п.1, в которой по меньшей мере один насос для флюида включает в себя по меньшей мере два насоса, причем трубопровод содержит по меньшей мере одну магистральную трубу, выполненную с возможностью приема флюида, прокачиваемого по меньшей мере двумя насосами, объединения прокачиваемого флюида и подачи объединенного прокачиваемого флюида в одно трубное соединение, и причем один или более гасителей пульсаций включает в себя по меньшей мере один мини-гаситель, присоединенный между выпуском одного из насосов и по меньшей мере одной магистральной трубой, при этом по меньшей мере один мини-гаситель имеет размер и конфигурацию для частичного исключения пульсаций давления во флюиде, перемещаемом по трубопроводу.2. The fluid supply system of claim 1, wherein the at least one fluid pump includes at least two pumps, the pipeline comprising at least one main pipe configured to receive fluid pumped by the at least two pumps , combining the pumped fluid and supplying the combined pumped fluid into a single pipe connection, and wherein the one or more pulsation dampers includes at least one mini-damper coupled between the outlet of one of the pumps and the at least one main pipe, wherein at least one At least one mini-absorber is sized and configured to partially eliminate pressure pulsations in the fluid moving through the pipeline. 3. Система подачи флюида по п.2, в которой один или более гасителей пульсаций включает в себя системный гаситель пульсаций, причем одно трубное соединение представляет собой впуск в системный гаситель пульсаций, причем системный гаситель пульсаций имеет размер и конфигурацию для снижения амплитуды пульсаций давления в объединенном флюиде, прокачиваемом по меньшей мере двумя насосами, и причем по меньшей мере один мини-гаситель имеет размер и конфигурацию для снижения амплитуды пульсаций давления во флюиде, перемещаемом в указанной по меньшей мере одной магистральной трубе.3. The fluid delivery system of claim 2, wherein the one or more pulsation dampers includes a system pulsation damper, wherein one pipe connection is an inlet to the system pulsation damper, wherein the system pulsation damper is sized and configured to reduce the amplitude of the pressure pulsations at a combined fluid pumped by at least two pumps, and wherein the at least one mini-damper is sized and configured to reduce the amplitude of pressure fluctuations in the fluid moved in the at least one main pipe. 4. Система подачи флюида по п.3, в которой по меньшей мере одна магистральная труба представляет собой одну магистральную трубу, переносящую объединенный поток от указанных по меньшей мере двух насосов в системный гаситель пульсаций, причем системный гаситель пульсаций представляет собой реактивный гаситель с использованием оказывающего сопротивление потоку устройства.4. The fluid supply system of claim 3, wherein the at least one main pipe is a single main pipe carrying a combined flow from said at least two pumps to a system pulsation damper, wherein the system pulsation damper is a reactive damper using an exerting device flow resistance. 5. Система подачи флюида по п.1, в которой по меньшей мере один насос для флюида включает в себя по меньшей мере два насоса для флюида, каждый из которых выполнен с возможностью прокачки флюида через систему подачи флюида, причем каждый насос соединен на своем выпуске с корпусом для не содержащего наполнителя гасителя пульсаций, и причем трубопровод содержит по меньшей мере одну магистральную трубу, выполненную с возможностью приема флюида, прокачиваемого по меньшей мере двумя насосами, объединения прокачиваемого флюида и подачи объединенного прокачиваемого флюида в одно трубное соединение.5. The fluid delivery system of claim 1, wherein the at least one fluid pump includes at least two fluid pumps, each configured to pump fluid through the fluid delivery system, each pump being connected at its outlet with a housing for a filler-free pulsation damper, and wherein the pipeline comprises at least one main pipe configured to receive fluid pumped by at least two pumps, combine the pumped fluid, and supply the combined pumped fluid to one pipe connection. 6. Система подачи флюида по п.5, в которой один или более гасителей пульсаций включает в себя системный гаситель пульсаций, причем по меньшей мере одна магистральная труба включает в себя первую магистральную трубу, переносящую поток от первого из указанных по меньшей мере двух насосов в системный гаситель пульсаций, и вторую магистральную трубу, переносящую поток от второго из указанных по меньшей мере двух насосов в системный гаситель пульсаций.6. The fluid delivery system of claim 5, wherein the one or more pulsation dampers includes a system pulsation damper, wherein the at least one main pipe includes a first main pipe carrying flow from a first of the at least two pumps to a system pulsation damper, and a second main pipe carrying flow from the second of the at least two pumps to the system pulsation damper. 7. Система подачи флюида по п.5, в которой один или более гасителей пульсаций включает в себя первый мини-гаситель, присоединенный между первым из двух насосов и по меньшей мере одной магистральной трубой, и второй мини-гаситель, присоединенный между вторым из двух насосов и по меньшей мере одной магистральной трубой.7. The fluid delivery system of claim 5, wherein the one or more pulsation dampers includes a first mini-damper coupled between the first of two pumps and the at least one main pipe, and a second mini-damper coupled between the second of the two. pumps and at least one main pipe. 8. Система подачи флюида по п.1, в которой корпус содержит непродолжительно работающий гаситель пульсаций, вносящий вклад в гашение пульсаций давления прокачиваемого флюида.8. The fluid supply system according to claim 1, in which the housing contains a short-term operating pulsation damper that contributes to damping pressure pulsations of the pumped fluid. 9. Система подачи флюида по п.1, в которой каждый из одного или более гасителей пульсаций представляет собой реактивный гаситель с использованием оказывающего сопротивление потоку устройства.9. The fluid delivery system of claim 1, wherein each of the one or more pulsation dampers is a reactive damper using a flow resistance device. - 12 044798- 12 044798 10. Способ подачи флюида, осуществляемый с использованием системы по любому из пп.1-9, содержащий этапы, на которых присоединяют по меньшей мере один насос для флюида, чтобы прокачивать флюид через систему подачи флюида, при этом с выпуском по меньшей мере одного насоса для флюида соединяют корпус, который представляет собой корпус для газонаполненного гасителя пульсаций типа, выполненного с возможностью использования заполненной газом камеры для гашения пульсаций давления флюида, но без камеры в нем, или корпус для не содержащего наполнителя гасителя пульсации типа, выполненного с возможностью использования эластомерного работающего на сжатие материала для гашения пульсаций давления флюида, но без работающего на сжатие материала в нем;10. A fluid supply method carried out using a system according to any one of claims 1 to 9, comprising the steps of connecting at least one fluid pump to pump fluid through the fluid supply system, thereby releasing at least one pump for the fluid, a housing is connected, which is a housing for a gas-filled pulsation damper of the type configured to use a gas-filled chamber for damping fluid pressure pulsations, but without a chamber therein, or a housing for a filler-free pulsation damper of the type configured to use an elastomeric operating to compress the material to dampen fluid pressure pulsations, but without any compression material in it; соединяют трубопровод с выпуском по меньшей мере одного насоса для флюида, чтобы принимать и перемещать флюид, прокачиваемый по меньшей мере одним насосом для флюида; и присоединяют один или более гасителей пульсаций в пределах трубопровода, при этом каждый из одного или более гасителей пульсаций выполнен с возможностью гашения пульсаций давления, остающихся во флюиде, перемещаемом по трубопроводу.connecting the conduit to an outlet of the at least one fluid pump to receive and move fluid pumped by the at least one fluid pump; and connecting one or more pulsation dampers within the pipeline, wherein each of the one or more pulsation dampers is configured to damp pressure pulsations remaining in the fluid moving through the pipeline. 11. Способ по п.10, в котором по меньшей мере один насос для флюида включает в себя по меньшей мере два насоса, причем трубопровод содержит по меньшей мере одну магистральную трубу, выполненную с возможностью приема флюида, прокачиваемого по меньшей мере двумя насосами, объединения прокачиваемого флюида и подачи объединенного прокачиваемого флюида в одно трубное соединение, и причем один или более гасителей пульсаций включает в себя по меньшей мере один мини-гаситель, присоединенный между выпуском одного из насосов и по меньшей мере одной магистральной трубой, при этом по меньшей мере один мини-гаситель имеет размер и конфигурацию, чтобы частично исключать пульсации давления во флюиде, перемещаемом по трубопроводу.11. The method according to claim 10, wherein the at least one fluid pump includes at least two pumps, the pipeline comprising at least one main pipe configured to receive fluid pumped by the at least two pumps, combining pumped fluid and supplying the combined pumped fluid to one pipe connection, and wherein the one or more pulsation dampeners includes at least one mini damper coupled between the outlet of one of the pumps and the at least one main pipe, wherein the at least one The mini-absorber is sized and configured to partially eliminate pressure pulsations in the fluid moving through the pipeline. 12. Способ по п.11, в котором один или более гасителей пульсаций включает в себя системный гаситель пульсаций, причем одно трубное соединение представляет собой впуск в системный гаситель пульсаций, причем системный гаситель пульсаций имеет размер и конфигурацию для снижения амплитуды пульсаций давления в объединенном флюиде, прокачиваемом по меньшей мере двумя насосами, и причем по меньшей мере один мини-гаситель имеет размер и конфигурацию для снижения амплитуды пульсаций давления во флюиде, перемещаемом в указанной по меньшей мере одной магистральной трубе.12. The method of claim 11, wherein the one or more surge dampeners includes a system surge damper, wherein one pipe connection is an inlet to the system surge damper, wherein the system surge damper is sized and configured to reduce the amplitude of pressure fluctuations in the combined fluid pumped by at least two pumps, and wherein the at least one mini-damper is sized and configured to reduce the amplitude of pressure pulsations in the fluid moved in the at least one main pipe. 13. Способ по п.12, в котором по меньшей мере одна магистральная труба включает в себя одну магистральную трубу, переносящую объединенный поток от указанных по меньшей двух насосов в системный гаситель пульсаций, причем системный гаситель пульсаций представляет собой реактивный гаситель с использованием оказывающего сопротивление потоку устройства.13. The method of claim 12, wherein the at least one main pipe includes one main pipe carrying a combined flow from the at least two pumps to a system pulsation damper, wherein the system pulsation damper is a reactive damper using a flow resistance devices. 14. Способ по п.10, в котором по меньшей мере один насос для флюида включает в себя по меньшей мере два насоса для флюида, каждый из которых выполнен с возможностью прокачки флюида через систему подачи флюида, при этом каждый насос соединен на своем выпуске с корпусом для не содержащего наполнителя гасителя пульсаций, и причем трубопровод содержит по меньшей мере одну магистральную трубу, выполненную с возможностью приема флюида, прокачиваемого по меньшей мере двумя насосами, объединения прокачиваемого флюида и подачи объединенного прокачиваемого флюида в одно трубное соединение.14. The method of claim 10, wherein the at least one fluid pump includes at least two fluid pumps, each of which is configured to pump fluid through the fluid supply system, each pump being connected at its outlet to a housing for a filler-free pulsation damper, and wherein the pipeline comprises at least one main pipe configured to receive fluid pumped by at least two pumps, combine the pumped fluid, and supply the combined pumped fluid to one pipe connection. 15. Способ по п.14, в котором один или более гасителей пульсаций включает в себя системный гаситель пульсаций, причем по меньшей мере одна магистральная труба включает в себя первую магистральную трубу, переносящую поток от первого из указанных по меньшей мере двух насосов в системный гаситель пульсаций, и вторую магистральную трубу, переносящую поток от второго из указанных по меньшей мере двух насосов в системный гаситель пульсаций.15. The method of claim 14, wherein the one or more pulsation dampeners includes a system pulsation damper, wherein the at least one main pipe includes a first main pipe carrying flow from a first of the at least two pumps to the system damper pulsation, and a second main pipe carrying flow from the second of the at least two pumps to the system pulsation damper. 16. Способ по п.14, в котором один или более гасителей пульсаций включает в себя первый минигаситель, присоединенный между первым из двух насосов и по меньшей мере одной магистральной трубой, и второй мини-гаситель, присоединенный между вторым из двух насосов и по меньшей мере одной магистральной трубой.16. The method of claim 14, wherein the one or more pulsation dampers includes a first mini-damper coupled between the first of two pumps and at least one main pipe, and a second mini-damper coupled between the second of the two pumps and at least one main pipe. at least one main pipe. 17. Способ по п.10, в котором корпус содержит непродолжительно работающий гаситель пульсаций, вносящий вклад в гашение пульсаций давления прокачиваемого флюида.17. The method according to claim 10, in which the housing contains a short-term operating pulsation damper, which contributes to the damping of pressure pulsations of the pumped fluid. 18. Способ по п.10, в котором каждый из одного или более гасителей пульсаций представляет собой реактивный гаситель с использованием оказывающего сопротивление потоку устройства.18. The method of claim 10, wherein each of the one or more pulsation dampers is a reactive damper using a flow resistance device. --
EA202193034 2019-05-06 2020-05-06 MINI PUMP DAMPENERS COMBINED WITH A SYSTEM PULSATION DAMPER EA044798B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/404,248 2019-05-06
US62/866,501 2019-06-25
US16/730,621 2019-12-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA044798B1 true EA044798B1 (en) 2023-09-29

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11473711B2 (en) System pulsation dampener device(s) substituting for pulsation dampeners utilizing compression material therein
US11460140B2 (en) Mini-dampeners at pump combined with system pulsation dampener
EP3538808B1 (en) Combination gas pulsation dampener, cross and strainer
CA2883475C (en) Mud pump modules with surge dampeners
US9249915B2 (en) Pump pulsation discharge dampener with dual pressure drop tube assemblies having unequal sizes
US20190128462A1 (en) System pulsation dampener device(s)
US9328729B2 (en) Pumping systems with dedicated surge dampeners
WO2012135555A2 (en) System and method for reducing pressure fluctuations in an oilfield pumping system
EP2247871A1 (en) High force civil engineering damper
BR112020025837A2 (en) retaining sleeve for high preload cartridge
EA044798B1 (en) MINI PUMP DAMPENERS COMBINED WITH A SYSTEM PULSATION DAMPER
EA046397B1 (en) SYSTEM PULSATION DAMPENER DEVICE(S) FOR REPLACEMENT OF PULSATION DAMPENERS USING COMPRESSIVE MATERIAL
US6874540B2 (en) Pulsation dampener apparatus and method
CA3139699C (en) System pulsation dampener device(s) substituting for pulsation dampeners utilizing compression material therein
EP3966485A1 (en) Mini-dampeners at pump combined with system pulsation dampener
US11885454B2 (en) Bladder saver device
US20210222813A1 (en) Reactive fluid system accounting for thermal expansion in replacement of nitrogen within charged pulsation control equipment
US11927292B2 (en) Diaphragm radial compression ring (DRCRTM) to enhance the sealing ability and service life of the diaphragms used in dampeners/accumulators/pulsation control equipment
OA19069A (en) Combination gas pulsation dampener, cross and strainer.
RU65938U1 (en) VIBRATION DRILLING WELL
EA041165B1 (en) FIXING SLEEVE FOR HIGH PRECHARGE CHUCKS